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内源激素含量变化以及与激素合成相关基因表达量对毕克齐山药块茎膨大的影响

敖兰吉亚 季祥 邵盈 赵令敏 张艳芳 霍秀文

敖兰吉亚,季祥,邵盈,等. 内源激素含量变化以及与激素合成相关基因表达量对毕克齐山药块茎膨大的影响 [J]. 福建农业学报,2020,35(X):1−11
引用本文: 敖兰吉亚,季祥,邵盈,等. 内源激素含量变化以及与激素合成相关基因表达量对毕克齐山药块茎膨大的影响 [J]. 福建农业学报,2020,35(X):1−11
AO L J Y, JI X, SHAO Y, et al. Effect of endogenous hormone content and gene expression related to hormone synthesis on tuber expansion of Bikeqi yam [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2020,35(X):1−11
Citation: AO L J Y, JI X, SHAO Y, et al. Effect of endogenous hormone content and gene expression related to hormone synthesis on tuber expansion of Bikeqi yam [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2020,35(X):1−11

内源激素含量变化以及与激素合成相关基因表达量对毕克齐山药块茎膨大的影响

基金项目: 国家自然科学基金项目(31860558)
详细信息
    作者简介:

    敖兰吉亚(1994−),女,硕士研究生,研究方向:蔬菜遗传育种与生物技术(E-mial:1140842979@qq.com

    通讯作者:

    霍秀文(1968−),女,教授,博士生导师,研究方向为:蔬菜遗传育种与生物技术(E-mail:huoxiuwen@imau.edu.cn.com

  • 中图分类号: S 632.1

Effect of endogenous hormone content and gene expression related to hormone synthesis on tuber expansion of Bikeqi yam

  • 摘要:   目的  通过分析毕克齐山药中内源激素含量与淀粉含量、可溶性总糖含量和还原糖含量的相关性,以及与其相关合成基因表达量的相关性分析,探究毕克齐山药块茎膨大的机理。  方法  以毕克齐山药5个不同生长期块茎为材料,采用酶联免疫吸附法分别测定脱落酸、赤霉素、生长素、茉莉酸、玉米素、异戊稀基腺苷这6种内源激素含量,采用高效液相色谱仪测定方法测定水杨酸含量。  结果  内源激素生长素(IAA)、玉米素(ZR)、脱落酸(ABA)、茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)含量与山药块茎形态指标正相关;内源激素赤霉素(GA3)、异戊稀基腺苷(IPA)含量与形态指标负相关;内源激素IAA含量与山药块茎周长和块茎直径显著正相关;内源激素GA3含量与块茎长度显著负相关;与IAA相关的基因与内源激素IAA含量显著负相关  结论  内源激素IAA、ZR、ABA、JA和SA促进山药块茎膨大;内源激素GA3、IPA抑制山药块茎生长;内源激素IAA促进山药增粗;内源激素GA3抑制其伸长生长;与IAA相关的基因的下调表达对IAA的合成有促进作用,即正调控内源激素IAA含量。
  • 图  1  生长发育过程中各个生理指标的变化

    A-生长发育过程中还原糖含量的变化A-The change of reducing sugar content in the process of growth and development B-生长发育过程中可溶性总糖含量的变化B-Changes in reducing sugar content during growth and development C-生长发育过程中淀粉含量的变化C-Changes in starch content during growth and development

    Figure  1.  Changes of physiological indexes in the process of growth and development

    表  1  毕克齐山药在块茎膨大过程中内源激素含量变化

    Table  1.   Changes of endogenous hormones in BIkeqi yam varieties during tuber enlargement

    105 d120 d135 d150 d165 d
    IAA 24.697±1.82 b 38.542±2.15 b 46.454±3.46 a 37.793±2.41 ab 48.012±2.68 a
    ZR 5.295±0.23 b 6.97±0.47 b 8.129±0.45 ab 9.39±0.72 a 6.751±0.36 ab
    ABA 33.274±1.93 bc 33.564±0.03 c 28.402±1.70 bc 40.707±2.11 b 81.939±1.88 a
    JA 11.976±0.43 a 12.678±0.48 c 15.806±1.02 b 13.541±0.92 b 21.276±1.46 b
    GA3 5.484±0.44 a 2.538±0.11 ef 4.072±0.40 bc 3.209±0.20 cde 3.69±0.26 bc
    IPA 4.103±0.20 a 8.005±0.37 a 5.943±0.37 a 4.202±0.21 a 4.419±0.27 a
    SA 52.308±30.38 b 88.763±63.26 ab 19.226±10.83 b 81±37.48 ab 234.867±111.44 a
    注:不同小写字母表示在p<0.05水平上差异显著。
    Note: Different lowercase letters indicate significant differences at the p<0.05 level.
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    表  2  毕克齐山药内源激素与形态、生理指标相关性

    Table  2.   Correlation between endogenous hormones and morphological and physiological indicators in Bikeqi Yam

    块茎
    长度
    Length
    块茎
    周长
    Circumference
    块茎
    直径
    Diameter
    块茎
    鲜重
    Fresh weight
    块茎
    干重
    Dry weight
    淀粉
    含量
    Starch content
    还原糖
    含量
    Reducing sugar content
    可溶性
    总糖含量
    Total soluble sugar content
    IAAZRABAJAGA3IPASA
    块茎长度
    Length
    0.756 0.757 0.674 0.679 0.375 −0.78 −0.940* 0.841 0.562 0.431 0.531 −0.892* 0.435 0.494
    块茎周长
    Circumference
    1.000** 0.922* 0.981** 0.719 −0.823 −0.839 0.906* 0.589 0.64 0.833 −0.425 −0.161 0.553
    块茎直径
    Diameter
    0.924* 0.982** 0.715 −0.822 −0.838 0.904* 0.588 0.643 0.833 −0.425 −0.162 0.557
    块茎鲜重
    Fresh weight
    0.972** 0.489 −0.84 −0.75 0.692 0.657 0.665 0.694 −0.43 −0.362 0.591
    块茎干重
    Dry weight
    0.646 −0.817 −0.771 0.807 0.602 0.677 0.804 −0.36 −0.321 0.579
    淀粉含量
    Starch content
    −0.617 −0.611 0.767 0.542 0.072 0.524 −0.061 −0.04 −0.082
    还原糖含量
    Reducing sugar content
    0.927* −0.732 −0.932* −0.21 −0.375 0.673 −0.034 −0.17
    可溶性总糖含量
    Total soluble sugar content
    −0.883* −0.773 −0.289 −0.494 0.805 −0.315 −0.293
    IAA 0.483 0.479 0.779 −0.533 0.227 0.433
    ZR −0.116 0.043 −0.575 0.022 −0.159
    ABA 0.871 −0.118 −0.378 0.975**
    JA −0.107 −0.242 0.787
    GA3 −0.612 −0.252
    IPA −0.222
    *在0.05级别,相关性显著。**在0.01级别,相关性极显著。
    *:Significant correlation(P<0.05);**:Extremely significant correlation(P<0.01).
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    表  3  与内源激素合成相关基因的基因编号、基因代号和基因注释信息

    Table  3.   Gene number, gene code and predictive gene of genes involved in endogenous hormone synthesis

    与IAA合成相关基因
    Genes related to IAA synthesis
    基因ID
    Gene ID
    基因代号
    Gene code
    基因注释信息
    Gene annotation information
    Unigene0016848 IAA 1 生长素响应蛋白基因 Auxin response protein gene
    Unigene0021936 IAA 2 生长素响应蛋白基因 Auxin response protein gene
    Unigene0023040 IAA 3 生长素响应蛋白基因 Auxin response protein gene
    Unigene0025388 IAA 4 IAA-氨基酸水解酶ILR1基因 IAA-amino acid hydrolase ILR1 gene
    Unigene0027417 IAA 5 IAA-氨基酸水解酶ILR1基因 IAA-amino acid hydrolase ILR1 gene
    Unigene0027794 IAA 6 生长素响应蛋白基因 Auxin response protein gene
    Unigene0028701 IAA 7 生长素响应蛋白基因 Auxin response protein gene
    Unigene0028916 IAA 8 生长素响应蛋白基因 Auxin response protein gene
    Unigene0030426 IAA 9 生长素响应蛋白基因 Auxin response protein gene
    与GA3合成相关基因
    Genes related to GA3 synthesis
    Unigene0002430 GA3 1 赤霉素2-β-双加氧酶 Gibberellin 2-β-dioxygenase
    Unigene0019924 GA3 2 赤霉素2-β-双加氧酶 Gibberellin 2-β-dioxygenase
    Unigene0021502 GA3 3 赤霉素2-β-双加氧酶 Gibberellin 2-β-dioxygenase
    Unigene0021503 GA3 4 赤霉素2-β-双加氧酶 Gibberellin 2-β-dioxygenase
    Unigene0027812 GA3 5 赤霉素20氧化酶 Gibberellin 2-β-dioxygenase
    Unigene0023907 GA3 6 赤霉素调节蛋白基因 Gibberellin regulatory protein gene
    Unigene0024440 GA3 7 赤霉素调节蛋白基因 Gibberellin regulatory protein gene
    Unigene0026445 GA3 8 赤霉素调节蛋白基因 Gibberellin regulatory protein gene
    Unigene0020765 GA3 9 赤霉素调节蛋白基因 Gibberellin regulatory protein gene
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    表  4  与内源激素合成相关基因的rpkm平均值

    Table  4.   rpkm mean of genes associated with endogenous hormone synthesis

    与IAA合成相关基因
    Genes related to IAA synthesis
    基因
    IDGene ID
    基因代号
    Gene code
    105 d120 d135 d150 d165 d
    Unigene0016848 IAA 1 95.82±30.63 65.29±44.90 64.25±22.21 26.73±12.83 26.68±10.96
    Unigene0021936 IAA 2 14.49±2.45 8.08±6.19 3.64±2.22 2.95±3.33 3.57±0.87
    Unigene0023040 IAA 3 213.97±40.34 119.15±61.21 132.16±54.901 48.88±36.07 39.56±9.26
    Unigene0025388 IAA 4 4.61±3.19 5.45±0.97 8.84±2.12 1.18±0.84 0
    Unigene0027417 IAA 5 11.82±1.17 7.21±3.44 5.10±1.42 1.48±1.15 3.18±0.68
    Unigene0027794 IAA 6 2.28±0.33 0.82±0.67 0.53±0.42 0.28±0.39 0
    Unigene0028701 IAA 7 60.78±12.10 30.43±21.84 77.84±20.86 50.67±17.82 21.64±5.46
    Unigene0028916 IAA 8 127.67±26.48 40.53±21.48 66.59±24.93 35.91±11.76 14.06±1.25
    Unigene0030426 IAA 9 7.79±1.10 2.82±3.12 3.91±1.72 0.36±0.51 2.20±0.80
    与GA3合成相关基因
    Genes related to GA3 synthesis
    Unigene0002430 GA3 1 24.60±5.23 24.72±10.21 18.71±6.22 5.74±6.31 2.92±0.83
    Unigene0019924 GA3 2 4.80±1.80 0.62±0.60 1.20±1.54 0 0
    Unigene0021502 GA3 3 4.02±1.56 1.21±1.06 3.05±2.99 2.34±1.78 0
    Unigene0021503 GA3 4 5.82±3.34 5.51±2.87 5.20±2.06 6.88±7.74 0
    Unigene0027812 GA3 5 13.12±2.80 1.38±1.23 2.59±0.96 1.91±0.92 5.69±1.14
    Unigene0023907 GA3 6 16.76±10.56 4.20±5.94 0.67±0.60 0.08±0.12 0.42±0.60
    Unigene0024440 GA3 7 176.89±19.66 189.53±72.98 110.84±19.67 80.80±39.49 423.10±68.62
    Unigene0026445 GA3 8 47.20±12.01 32.18±34.09 51.94±10.28 74.13±97.99 203.55±60.52
    Unigene0020765 GA3 9 11.95±2.51 1.74±1.95 4.61±2.35 0.55±0.78 0
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    表  5  内源激素IAA含量与其合成相关基因表达量的相关性分析

    Table  5.   Correlation analysis between endogenous hormone IAA and its synthesis-related gene expression

    IAA含量
    IAA content
    IAA 1IAA 2IAA 3IAA 4IAA 5IAA 6IAA 7IAA 8IAA 9
    IAA含量
    IAA content
    −0.681 −0.875 −0.719 −0.046 −0.744 −0.902* −0.230 −0.799 −0.644
    IAA 1 0.868 0.992** 0.669 0.956* 0.912* 0.482 0.898* 0.916*
    IAA 2 0.869 0.218 0.961** 0.966** 0.128 0.833 0.869
    IAA 3 0.638 0.944* 0.936* 0.547 0.946* 0.936*
    IAA 4 0.442 0.340 0.700 0.481 0.453
    IAA 5 0.944* 0.245 0.855 0.937*
    IAA 6 0.373 0.944* 0.904*
    IAA 7 0.643 0.418
    IAA 8 0.911*
    IAA 9
    *在0.05级别,相关性显著。**在0.01级别,相关性极显著。
    *:Significant correlation(P<0.05);**:Extremely significant correlation(P<0.01).
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    表  6  内源激素GA3含量与其合成相关基因表达量的相关性分析

    Table  6.   Correlation analysis between endogenous hormone GA3 and its synthesis-related gene expression

    GA3含量
    GA3 content
    GA3 1GA3 2GA3 3GA3 4GA3 5GA3 6GA3 7GA3 8GA3 9
    GA3含量
    GA3 content
    0.256 0.863 0.680 0.020 0.900* 0.737 −0.007 −0.041 0.872
    GA3 1 0.652 0.557 0.511 0.267 0.648 −0.400 −0.803 0.673
    GA3 2 0.765 0.306 0.876 0.958* −0.185 −0.416 0.991**
    GA3 3 0.728 0.468 0.620 −0.730 −0.704 0.826
    GA3 4 −0.096 0.277 −0.957* −0.910* 0.354
    GA3 5 0.873 0.224 0.058 0.827
    GA3 6 −0.085 −0.383 0.914*
    GA3 7 0.854 −0.265
    GA3 8 −0.469
    GA3 9
    *在0.05级别,相关性显著。**在0.01级别,相关性极显著。
    *:Significant correlation(P<0.05);**:Extremely significant correlation(P<0.01).
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  • [1] SANTNER A, CALDERON-VILLALOBOS L I A, ESTELLE M. Plant hormones are versatile chemical regulators of plant growth [J]. Nature Chemical Biology, 2009, 5(5): 301−307. doi: 10.1038/nchembio.165
    [2] 周芸伊, 龚明霞, 罗淑贞, 等. 山药DELLA蛋白参与赤霉素调控块茎生长膨大的分子机制[C]//2017年中国作物学会学术年会论文集. 保定, 2017: 138-139. [知网]
    [3] 杨鑫, 罗兴录, 覃宏宇, 等. 木薯内源激素含量与块根淀粉积累关系研究 [J]. 中国农学通报, 2013, 29(33):158−164. doi: 10.3969/j.issn.1000-6850.2013.33.028

    YANG X, LUO X L, QIN H Y, et al. Study on endogenous hormones content and its relations to tuberous root starch accumulation in cassava [J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2013, 29(33): 158−164.(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1000-6850.2013.33.028
    [4] 肖年湘, 郁松林, 王春飞. 6-BA、玉米素对全球红葡萄果实发育过程中糖分含量和转化酶活性的影响 [J]. 西北农业学报, 2008, 17(3):227−231. doi: 10.3969/j.issn.1004-1389.2008.03.049

    XIAO N X, YU S L, WANG C F. Effects of 6-BA and zeatin on the fruit sugar contents and invertase activities in red globe grape during fruit development [J]. Acta Agriculturae Boreali-Occidentalis Sinica, 2008, 17(3): 227−231.(in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1004-1389.2008.03.049
    [5] 程红亮, 陈甲法, 丁俊强, 等. 一个玉米叶色突变体的遗传分析与基因定位 [J]. 华北农学报, 2011, 26(3):7−10. doi: 10.7668/hbnxb.2011.03.002

    CHENG H L, CHEN J F, DING J Q, et al. Genetic analysis and gene mapping of a leaf mutant in maize [J]. Acta Agriculturae Boreali-Sinica, 2011, 26(3): 7−10.(in Chinese) doi: 10.7668/hbnxb.2011.03.002
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-01-06
  • 修回日期:  2020-03-05
  • 网络出版日期:  2020-05-30

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