平茬对杜仲幼苗及腋芽生长调节的机理研究
杜仲（EucommiaulmoidesOliv.），隶属于单科单属种植物，其茎、叶、果等都具有较高的药用价值和经济效益。平茬是林业栽培管理中常用的措施，合理的平茬方式能维持植株再生能力并达到高产。腋芽作为植物新生枝的主要来源，其生长和发育能力决定了植物再生结构的完整性。本研究以叶用杜仲为研究对象，利用多组学（代谢组和转录组）方法检测了杜仲幼苗同一植株不同器官（叶片和腋芽）的生理生化水平变化及所参与的代谢通路、关键酶基因表达状况，初步解析腋芽生长发育的调控机制，为杜仲资源定向生态培育和优化林业产业提供理论依据。 主要结果如下： （1）平茬处理后，植株叶片生物量、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）及蒸腾速率（Tr）均在留茬20cm达到最大；最大光合速率（Fv/Fm）、非光化学淬灭系数（NPQ）、调节性能量耗散（YNPQ）增加，光化学淬灭系数（qP）和非调节性能量耗散（YNO）降低。留茬10cm能显著提高杜仲叶片的光合色素含量。杜仲单株总叶片数与枝条数、Pn、Fv/Fm呈极显著正相关，表明光合作用与植株生物量积累密切相关。 （2）平茬后杜仲叶片共分析得到28种差异初级代谢物，其中酸类占比最大。各处理组都采取以糖类代谢为主的碳代谢。绿原酸、京尼平苷、京尼平、桃叶珊瑚苷、咖啡酸、车叶草苷含量在平茬后显著下降，京尼平苷酸含量在留茬10cm组增加，留茬20cm组下降。哈巴苷和松脂醇二葡萄糖苷含量在留茬10cm组降低，留茬20cm组升高。 （3）通过转录组测序数据，得出差异表达基因数目在杜仲萌发腋芽中最多，基部休眠芽最少。通过GO、COG和KEGG代谢途径富集分析发现腋芽中上调的基因主要集中在碳水化合物、蔗糖、淀粉代谢和运输途径，休眠芽主要集中在植物激素信号转导和病原菌相互作用途径。10个随机筛选基因的QuantitativeReal-TimePCR（qRT-PCR）结果与转录组测序结果一致，验证了转录组数据的可靠性。 （4）平茬后在杜仲腋芽及休眠芽六个发育时期共鉴定出26种显著差异初级代谢物及33种酚类化合物，酚类化合物在腋芽生长初期响应最强烈，主要为苯丙烷类代谢途径中的分支酸，随腋芽发育天数的增加而减少。平茬激活巨桉吲哚-3-乙酸酰胺合成酶的表达，促进腋芽生长素（IAA）的积累，IAA过量抑制酶的表达，使腋芽IAA降到最适浓度。蒲桃吲哚-3-乙酸酰胺合成酶的表达与叶伸展有关，受平茬影响小。
杜仲;腋芽发育;平茬处理;光合生长;代谢特征
东北林业大学
硕士
植物学
李德文
2021
中文
S567.19
2022-01-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）