羅漢果刺激性單性結(jié)實果實的生物學(xué)特性研究.pdf

1、羅漢果Siratia grosvenorii是藥食同源的傳統(tǒng)中藥，是僅分布于廣西北部山區(qū)的中國特有藥用植物。羅漢果及其甜苷V應(yīng)用前景廣闊，需求量不斷增加，然而適栽區(qū)域狹窄且無法連茬及種植雄株浪費了大量的土地將造成未來土地的稀缺、人工授粉的繁重及勞動力資源的緊缺、有籽果實對甜苷V的提取和利用造成很大的困難等原因使甜苷V資源的匱乏限制了該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前選育出的三倍體無籽羅漢果雖然解決了種子的難題，但果實變小，且仍需人工授粉，種植收益遠低于

2、有籽品種，無法推廣種植。本課題利用生長調(diào)節(jié)劑刺激羅漢果雌花獲得單性結(jié)實羅漢果的技術(shù)，較好地解決了生產(chǎn)上雄株栽種占地面積廣、人工授粉等問題，提高了羅漢果的產(chǎn)量，生產(chǎn)加工成本和難度均大幅度地降低。這是羅漢果栽培上的有益發(fā)現(xiàn)，它的應(yīng)用將改變羅漢果傳統(tǒng)種植中必須人工授粉才能結(jié)果的栽培模式，結(jié)束繁重的人工授粉時代。本文對刺激性單性結(jié)實的羅漢果果實的生物學(xué)和解剖學(xué)特征、內(nèi)源激素變化及基因表達譜等方面進行了研究，為羅漢果的刺激性單性結(jié)實果實的形成機理

3、奠定基礎(chǔ)。研究結(jié)果敘述如下:
　　1.刺激性單性結(jié)實的羅漢果果實的發(fā)育規(guī)律為:單性結(jié)實果實的生長發(fā)育與正常授粉果實生長發(fā)育一致，果實快速生長期為3-20 d，30 d果實生長發(fā)育變緩，成熟果為中果到大果，果實少籽，甜苷V含量平均為1.47％，與授粉果實無顯著差異，果肉利用率高，果肉疏松，便于干燥且不易出現(xiàn)響果，果皮較厚而硬，利于運輸和保存。
　　2.單性結(jié)實果實的解剖學(xué)特征為:單性結(jié)實果實誘導(dǎo)后僅珠被發(fā)育形成種皮，胚不生長，

4、成熟后僅具種殼，種子干癟無種仁。誘導(dǎo)后3d果肉細胞明顯膨大，較授粉果實早，且細胞較大。
　　3.單性結(jié)實果實中內(nèi)源激素的變化規(guī)律為:IAA的含量先降后升，且除10 d和20 d外單性結(jié)實果實中的I從含量均比授粉果實高。GA含量先升后降，但單性結(jié)實果實峰值均較授粉組高（1 d除外），分別在3d和5-10 d。ZT含量先降后升，10d前，單性結(jié)實果實中的ZT含量均較授粉果實高，但15 d-20 d含量較低。ABA含量先降后升，單性結(jié)實

5、果實中含量均較授粉果實高，前者較低值主要出現(xiàn)在5-20 d且30 d時迅速增加，而后者較低值維持至30 d且40 d時才迅速增加。
　　4.應(yīng)用Solexa高通量測序技術(shù)對果實發(fā)育初期（0d-3d）進行轉(zhuǎn)錄組測序，轉(zhuǎn)錄組測序得到352，757，748條reads，通過組裝，最終得到69047條unigene。在轉(zhuǎn)錄組中發(fā)現(xiàn)與單性結(jié)實果實發(fā)育初期相關(guān)的激素代謝相關(guān)的unigene共716條，其中涉及生長素的有204條、涉及赤霉素的有

6、67條、涉及細胞分裂素的有177條、涉及油菜素內(nèi)酯的有140條、涉及乙烯的有128條。另外，我們還發(fā)現(xiàn)了Cytochrome P450基因unigene121條，涉及脫落酸的unigene81條，涉及水楊酸的unigene78條，涉及茉莉酸甲酯的unigene87條。此外，我們還發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)錄因子的unigene共406條，包括了MYBtranscription factor、MYC、RAX1、WRKY、HB29、HBP-1b、BZIP、G

7、ATA、NAC、B3 domain-containing transcription factor、bHLH等，這些結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因的unigene是今后對誘導(dǎo)單性結(jié)實進行進一步研究的重要基因資源。
　　5.單性結(jié)實羅漢果果實發(fā)育初期相關(guān)基因的篩選:通過對單性結(jié)實果實發(fā)育初期的轉(zhuǎn)錄組的差異分析，以0d樣品為對照發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)1d后1831個基因上調(diào)并有2768個基因下調(diào)，誘導(dǎo)3d后有2776個上調(diào)并有2299個下調(diào)。經(jīng)過對差異基因及果

8、實生長的分析，我們找到了與誘導(dǎo)單性結(jié)實發(fā)育初期相關(guān)的基因共26個，為以后的全長基因克隆和功能驗證指明了方向。
　　6.qRT-PCR實驗對這26個基因進行驗證，結(jié)果表明:基因的相對表達量的表達變化模式與轉(zhuǎn)錄組里的表達模式總體上是接近的，并揭示了AUX/IAA14蛋白、GA20ox氧化酶、IPT及CYP735A合成酶、ACO合成酶、CYP85A1合成酶、細胞周期蛋白cyclin-D5-1、BAK1、BRI1及BSK調(diào)節(jié)因子及CHS合