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最新乙烯在印度南瓜Cucurbita maxima花发育中的作用机制研究

花匠小妙招
2025-02-14 03:32

乙烯在印度南瓜Cucurbita maxima花发育中的作用机制研究
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摘要
摘要
南瓜(2n=2x=40)(Cueurbita spp)属于葫芦科(Cucurbitaceae)南瓜属(c甜c甜而f脚一年生蔓生草本植物，是重要的世界性蔬菜。南瓜既可以肉用又可以籽用，果肉富含多种生物活性物质和营养成分，种子中含有大量的蛋白质和脂肪酸，是营养保健的佳品。
南瓜为典型的雌雄异花同株植物，杂种优势明显，在杂交种生产过程中一般进行人工去雄，给雌雄花套袋，费时费力。利用雌性系生产杂交种可以免去母本去雄过程，简化南瓜制种程序，节约本钱，提高杂交种纯度，是未来南瓜杂交种生产的有效途径。南瓜的性别决定是南瓜杂交优势利用的根底。
乙烯是植物性别决定的主要激素，但在南瓜性别决定中的机制尚不明确。本研究以两份性别表达差异的印度南瓜(Cucurbita maxima)为材料，分析南瓜性别分化过程中内源乙烯的变化，以及外施乙烯对花发育的影响，采用实时荧光定量PCR技术分析乙烯合成及信号传导途径关键基因在南瓜性别分化和花发育中表达模式，讨论乙烯在南瓜花发育过程中的作用。为印度南瓜栽培技术和遗传育种等方面提供理论根底。主要研究结果如下：
(1)通过品系2022．12和9-6种子三重反响、雄花的脱落实验，说明强雌品系2022—12比强雄品系9-6对乙烯更敏感，9-6为乙烯不敏感型。
(2)通过外源乙烯利、AVG和STS对强雌品系2022．12和088—3，以及强雄品系9-6生长点喷施，研究乙烯对南瓜花性别表达的影响。三个品系对外源乙烯的处理反响不同，强雌性材 (2022．12和088．3)对乙烯利和乙烯抑制剂处理表现为敏感，而强雄材料9-6表现为不敏感，这可能与不同品种的基因型和对乙烯和乙烯抑制剂的敏感性不同有关。另外，在乙烯利处理后3个
印度南瓜品系早期均出现了雄花败育情况，2022．12和088—3初期出现了一定数量的不完全雌蕊的雄花。
(3)通过研究强雌品系2022．12和强雄品系9-6茎尖乙烯释放量和乙烯相关基因的表达量，结果说明印度南瓜性别分化过程中内源乙烯积累到一定量便可持续调控茎尖由雄性向雌性转化。印度南瓜性别分化过程中乙烯合成酶基因CpACS4，乙烯氧化酶基因CpAOCl在乙烯生成过程中起关键正调控作用；在印度南瓜性别分化过程中乙烯信号传导过程中有另外的基因作用于CTRI 到EIN3的过程，使强雄品系9-6形成的雌花少。
(4)通过研究强雌品系2022．12和强雄品系9-6不同时期雌雄花中内源乙烯和乙烯相关基因表达量，结果说明乙烯参与雌雄花发育。乙烯合成酶基因CpACS7和EAV3-like基因起关键的正调控作用，促进乙烯产生，在保持雌花特征中起重要作用：乙烯受体基因CpETRl和CTR