地黄块根膨大发生和驱动的组织观察及激素相关基因的调控分析

目的:为了研究地黄块根膨大的发育特征,揭示激素相关基因在这个过程中的调控作用机制。方法:该研究以地黄品种"温-85"为实验材料,采集不同发育时期的地黄块根进行表型观察,利用半薄树脂切片技术观察块根的组织形态。从地黄转录组数据库中挑选与激素合成和响应相关的基因,利用qRT-PCR技术研究激素相关基因在地黄不同发育时期块根组织中的表达变化。结果:地黄的发育阶段可划分为苗期、拉线期、块根膨大初期,膨大中期,膨大后期和成熟期。块根解剖学特征分析表明次生形成层的分裂启动了地黄块根膨大的进程;膨大前期次生形成层的持续快速分裂和副形成层的形成驱动了块根的向外(平周)和侧向(圆周)持续快速膨大。在半薄和超薄切片观察过程中发现在地黄块根中存在有大量的油脂细胞。定量结果分析显示IAA,CK,ABA,乙烯,JA,EB的合成和响应基因整体呈现上调表达趋势,GA的合成与响应基因呈下调趋势,其负调控因子基因则上调表达。大部分激素合成相关基因的表达高峰期处在拉线期、膨大前期。结论:拉线期和块根膨大前期是地黄块根发育最为关键的时期,IAA,CK,ABA,乙烯,JA,EB的合成和响应基因的上调与GA合成基因的下调能促进块根的发育。油脂细胞可能与地黄药用成分的合成与储存有密切关系。该研究为阐述地黄块根发育的规律和分子调控机制进行了有益的探索。

Observation of prime position and driving zones in process of tuberous root expanding and expression analysis of phytohormone relative genes in Rehmannia glutinosa