煙草腺毛發(fā)育及類萜代謝研究.pdf

1、為解析煙草葉面腺毛發(fā)育及類萜代謝規(guī)律，本文利用超微觀察技術(shù)、RT-PCR技術(shù)以及GC/MS分析技術(shù)，對(duì)分泌型、非分泌型等不同類型煙草腺毛在形態(tài)結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)和類萜代謝等不同水平進(jìn)行了比較研究;并以栽培品種“中煙100”為材料，研究了煙草腺毛在MeJA誘導(dǎo)下的防御反應(yīng)機(jī)制，探討了在不同光質(zhì)、光強(qiáng)、光周期條件下以及UV-B脅迫下腺毛形態(tài)發(fā)育和物質(zhì)代謝變化規(guī)律。主要結(jié)果如下:
　　1.不同類型煙草腺毛在形態(tài)結(jié)構(gòu)、基因表達(dá)、物質(zhì)代謝以及蚜

2、蟲抗性等方面具有顯著差異。從形態(tài)上看，T.I1068腺毛為長(zhǎng)柄有頭分泌型腺毛，腺頭由多個(gè)胞質(zhì)稠密、富含葉綠體的細(xì)胞構(gòu)成，腺毛分泌物聚合成囊狀將腺頭整個(gè)包裹;T.I1406的腺毛形態(tài)與T.I1068相近，同為長(zhǎng)柄多細(xì)胞腺頭腺毛，但顯微觀察腺頭外部沒有分泌物囊;I35表面多為無頭保護(hù)毛，胞質(zhì)稀薄且缺少葉綠體。葉面化學(xué)分析表明，葉面化學(xué)組分和含量以T.I1068為最高，T.I1406次之，I35為最少，主要差異表現(xiàn)在西柏烷類二萜化合物的含量上

3、。RT-PCR分析表明，T.I1068中MEP途徑及二萜代謝相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá)整體較強(qiáng)，T.I1406中西柏三烯一醇合成酶(CBT)表達(dá)缺失，I35中二萜代謝相關(guān)基因低表達(dá)，MVA及倍半萜相關(guān)基因高表達(dá)。蚜蟲嗜好性分析表明，T.I1068的蚜蟲抗性高于T.I1406和I35，說明葉面化學(xué)有助于防御蚜蟲侵襲。
　　2.采用茉莉酸甲酯(MeJA)噴施“中煙100”幼苗，并對(duì)處理后葉片腺毛密度類型、葉面化學(xué)成分、腺毛基因表達(dá)及蚜蟲抗

4、性進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:處理使煙株新生葉片腺毛密度增加，長(zhǎng)柄有腺頭密度提高達(dá)到顯著水平;葉片對(duì)蚜蟲的驅(qū)避作用增強(qiáng);葉面化學(xué)物質(zhì)含量升高，并在處理第7d達(dá)到最大值，且西柏烷類化合物含量升高幅度最大;腺毛基因表達(dá)分析表明，MeJA作用下葉面腺毛雙萜代謝相關(guān)基因DXR、CBT和CYP71D16在轉(zhuǎn)錄水平上并沒有明顯變化，猜測(cè)這是因?yàn)镸eJA誘導(dǎo)了腺毛物質(zhì)的合成和分泌的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。
　　3.光照條件對(duì)腺毛形態(tài)發(fā)育和物質(zhì)代謝有較大影響。(1

5、)光質(zhì):紅光下腺毛密度顯著低于白光和藍(lán)光，且差異主要由長(zhǎng)柄腺毛引起;白光下葉面西柏烷類化合物總量高于其它兩種光質(zhì)，但基因表達(dá)分析表明，三種光質(zhì)條件下二萜代謝相關(guān)基因表達(dá)差異不顯著，說明不同光質(zhì)下腺毛分泌物的差異主要由腺毛密度引起。(2)光強(qiáng):中等光強(qiáng)下(9610Lx)葉面腺毛密度最大，腺頭細(xì)胞發(fā)育充分，葉綠素積累豐富，西柏烷類化合物含量較高;而強(qiáng)光(15380Lx)和弱光(7500Lx)下的煙苗，腺毛密度小，柄細(xì)胞發(fā)達(dá)，腺頭細(xì)胞較發(fā)育受

6、阻，細(xì)胞質(zhì)稀少，色澤淺淡，西柏烷類化合物含量較低，但弱光下西柏烷類化合物合成相關(guān)基因呈現(xiàn)高表達(dá)。(3)光周期:長(zhǎng)日照（16h光照/8h黑暗）下腺柄及腺頭細(xì)胞均為多細(xì)胞，腺頭細(xì)胞胞質(zhì)稠密，富含葉綠體，腺毛分泌能力強(qiáng)，二萜代謝相關(guān)基因表達(dá)旺盛;短日照(8h光照/16h黑暗)下腺柄和腺頭細(xì)胞數(shù)目較少，腺頭細(xì)胞胞質(zhì)較稀薄，葉綠體含量較低，腺毛分泌物含量少，腺毛基因表達(dá)以倍半萜合成代謝為主。(4) UV-B: UV-B處理使腺毛密度增加，腺毛分泌