植物株型主要指植物的茎、叶、枝、花在植株上的着生态势,包括株高、叶形、分枝、花序等。株高作为重要的农艺性状之一,一直是植物株型研究的重点。适当增加株高能够提高植物对光的利用率,有助于有机物质积累,从而提高产量。然而,植株过度生长容易引起倒伏,造成营养生长和生殖生长失衡。因此,在农业生产中,为了提高产量,通常采用化控的方式调节作物的株高,然而,化控容易造成环境污染。花序是一个着生花的变态枝,也称为生殖枝或花枝,在很多作物中,花序影响作物的产量。LH14(鲁花14)的花序轴很短,着生三朵花,近似簇生。实验室前期研究发现,在花生LH14中phyA过量表达在引起主茎矮化的同时,花序轴明显伸长,花的数目增多。对转基因株系花生幼苗主茎和花序轴部位的激素含量检测表明,主茎中Dermato oncologyGA含量显著下降而花序轴中GA和IAA含量显著升高。为了进一步研究phyA过表达引起主茎矮化和花序轴伸长的机制,本研究通过外源喷施GA和IAA以及其抑制剂,分析了GA在这一调控中的作用,并对可能参与该过程的下游基因进行了探究。该研究不但解析了phyA对主茎高度和花序轴长度的组织特异性调控机制,而且为农业生产中利用生物技术获得理想株高提供了策略。主要结果如下:1.对OEAhphyA(phyA过量表达)株系全生育期的株高变化及荚果性状进行了调查统计。在苗龄30-60 d,3个OEAhphyA株系的株高和侧枝长与LH14没有明显差异,60 d后,3个OEAhphyAwww.selleck.cn/products/PD-0332991株系(6A12,6B4和6B9)的主茎和侧枝均生长变缓,最终,在120d时OEAhphyA株系的主茎高度和侧枝长度均显著低于LH14。除株高变化外,OEAhphyA株系的荚果性状也发生了改变,百果重和百仁重显著降低,种仁的油酸和粗蛋白的含量显著降低,而亚油酸和蔗糖的含量显著增加。2.为了探究phyA过表达对花生主茎的调控作用是否与GA含量有关,分别对苗龄35d的LH14和3个OEAhphyA株系叶面喷施150μM GA_3和GA抑制剂150μM PP333。结果表明,GA_3显著促进了OEAhphyA株系与LH14的主茎生长,而PP333显著抑制了OEAhphyA株系与LH14的主茎生长,GA_3和PP333分别处理后,OEAhphyA株系与LH14主茎高度没有显著差异,这说明GA可能是参与phyA过量表达对花生株高的调控的主要激素。3.为了分析赤霉素和生长素在促进OEAhphyA株系花序轴伸长中的作用,对苗龄30 d的LH14叶面喷施150μM GA_3、50 mg/l IAA以及150μM GA_3和50 mg/l IAA的混合溶液。结果表明,IAA单独处理不能增加花序轴长度,而GA_3单独处理后,花序轴的长度显著增加,GA_3和IAA的混合溶液处理后,显著增加了伸长的花序轴的数量和长度。这说明,花序轴的伸长主要是由于花序轴中GA含量增加引起的,IAA对该过程起促进作用。4.为了进一步分析赤霉素和生长素在促进OEAhphyA株系花序轴伸长中的作用,对苗龄30 d的OEAhphyA株系(6A12和6B9)分别叶面喷施GA和IAA合成抑制剂100μM PP333、100μM Kyn以及100μM PP333和100μM Kyn的混合液,结果表明,Kyn处理后,花序轴的长度显著缩短,但是不能阻止OEAhphyA株系花序轴伸长的发生。而PP333单独处理以及PP333和Kyn混合处理后,OEAhphyA株系花序轴长度缩短至LH14的水平。这些结果进一步说明,OEAhphyA株系花序轴伸长可能是phyA过量表达导致花序轴Naporafenib溶解度部位GA积累引起的,而IAA对花序轴伸长起促进作用。5.为了探究花生GA合成和代谢关键基因家族哪个成员参与了AhphyA调控的主茎矮化和花序轴伸长过程,首先对Ah GA20ox、Ah GA3ox和Ah GA2ox基因家族进行了生物信息学分析,在花生中共鉴定出15个Ah GA20ox、5个Ah GA3ox和16个Ah GA2ox家族成员。利用q RT-PCR对花生Ah GA20ox、Ah GA3ox和Ah GA2ox基因家族成员在主茎和花序轴中的表达进行分析发现,20个GA合成和代谢相关基因在不同花生株系的主茎和花序中均有表达,但表达模式不同。有意思的是,Ah GA20ox12/Ah GA20ox15和Ah GA3ox4/Ah GA3ox5在LH14主茎中的表达量显著高于6A12和6B9主茎的表达量,而这2个基因在LH14花序轴的表达量显著低于6A12和6B9的表达量,这说明,Ah GA20ox12/Ah GA20ox15和Ah GA3ox4/Ah GA3ox5可能参与了AhphyA调控的主茎矮化和花序轴伸长过程。