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四倍体刺槐扦插技术优化及生根机理研究

作　者: 孟丙南
导　师: 李云
学　校: 北京林业大学
专　业: 林木遗传育种
关键词: 四倍体刺槐扦插植物生长调节物质蛋白质组学
分类号: S792.27
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

刺槐(Robinia pseudoacacia L.)原产美国,是多年生豆科树种,是适合于用材林、能源林、水土保持林、饲料林和蜜源林等的多用途树种。四倍体刺槐(Tetraploid Robinia pseudoacacia L.)引自韩国,属难生根树种,其扦插生根困难,成活率低。本研究以四倍体刺槐K4无性系等为试验材料,对其硬枝扦插和嫩枝扦插技术进行优化试验,尤其采用越冬沙藏催根法和埋枝黄化催芽法进行扦插研究。重点对埋枝黄化催芽嫩枝扦插生根过程进行形态结构、氧化酶活性和内源激素水平研究,并对其利用双向电泳、质谱分析和生物信息学技术进行蛋白质组学研究,探讨蛋白质水平的扦插不定根形成的调控机制,为四倍体刺槐无性系扦插方法的改进提供了理论基础,为林木无性系的扦插生根机理蛋白质组学研究提供了有益的尝试和借鉴。主要研究成果如下：1.四倍体刺槐K2、K3、K4、YD无性系和当地实生刺槐的硬枝扦插试验表明,插穗部位、生长调节剂种类和生长调节剂处理浓度对硬枝扦插成活率存在显著影响,不同品系间生根能力也存在显著差异,其中YD无性系成活率为87.78%,而四倍体刺槐K4无性系的成活率仅23.33%。2.越冬沙藏催根扦插法以沙藏前和扦插时的两次生长调节剂处理插穗可以提高四倍体刺槐K4无性系的硬枝扦插成活率；配合沙藏时插穗基部垂直向上放置的“倒催根”方法,K4无性系硬枝扦插成活率达71.11%。3.在组织培养幼化苗木建立的采穗圃中采取嫩枝插穗,从插穗部位、生长调节剂种类、处理浓度、处理时间、扦插时期和扦插基质6个因素优化刺槐无性系嫩枝扦插技术,确定了最佳生根效果的组合。其中,K4无性系以6月初,半木质化带顶芽的上部插穗,蛭石作扦插基质,植物生长调节剂ABT 2000 mg/L速蘸处理30 s为最佳处理组合,生根率达77.78%。4.埋枝黄化催芽法是在春季对硬枝插穗进行覆沙催芽处理,利用基部黄化的催芽嫩枝进行扦插的方法。本方法提高四倍体刺槐K4无性系的硬枝扦插成活率达90.6%,而且比常规嫩枝扦插缩短了生根时间。5.针对K4无性系埋枝黄化催芽的黄化嫩枝和未黄化嫩枝扦插生根过程,从形态结构上研究确定了3个不定根形成阶段,即愈伤组织诱导期、不定根原基形成期和不定根伸长期；发现生根过程的氧化酶POD、IAAO和PPO的活性、以及内源激素IAA、ABA、GA3、ZR的水平在不定根形成过程中随着时间会发生相应的变化,与不定根的形成有密切关系。6.建立了稳定性好、分辨率高适合四倍体刺槐埋枝黄化催芽嫩枝插穗韧皮部的蛋白质分离的双向电泳体系。首次对埋枝黄化催芽的黄化嫩枝和未黄化嫩枝的扦插生根过程进行了蛋白质组学研究,确立了特异蛋白质点148个,并对其中蛋白表达丰度较高的40个点进行了蛋白质肽质量指纹谱(PMF)分析。通过MASCOT数据库搜索,明确鉴定了13个蛋白,其中包括核糖蛋白、代谢蛋白、信号蛋白、木质素合成蛋白和叶绿素蛋白等。通过对这些蛋白质在生根过程中功能的分析,从蛋白质表达水平探讨了扦插生根的分子调控机理。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
缩略词  8-11
引言  11-13
1 文献综述  13-29
  1.1 林木扦插繁殖研究现状  13-18
    1.1.1 林木的种类和品系  13-14
    1.1.2 插穗的年龄和部位  14
    1.1.3 插穗的规格和状态  14-15
    1.1.4 扦插时期  15-16
    1.1.5 扦插环境  16
    1.1.6 生长调节物质处理  16-17
    1.1.7 插穗的处理技术  17-18
  1.2 扦插不定根形成机理研究现状  18-20
    1.2.1 形态结构研究  18-19
    1.2.2 生理生化研究  19-20
  1.3 林木功能蛋白质组学研究现状  20-25
    1.3.1 蛋白质组学研究现状  20-23
    1.3.2 林木功能蛋白质组学研究现状  23-25
  1.4 刺槐及四倍体刺槐繁殖研究现状  25-27
    1.4.1 种子繁殖研究  25
    1.4.2 组织培养繁殖研究  25
    1.4.3 嫁接繁殖研究  25
    1.4.4 扦插繁殖研究  25-27
  1.5 研究思路与技术路线  27-29
2 刺槐无性系硬枝扦插研究  29-35
  2.1 材料与方法  29-31
  2.2 结果与分析  31-32
  2.3 讨论论与小结  32-35
3 越冬沙藏催根扦插繁殖研究  35-40
  3.1 材料与方法  35-36
  3.2 结果与分析  36-38
  3.3 讨论与小结  38-40
4 埋枝黄化催芽嫩枝扦插和生根生理生化研究  40-54
  4.1 材料与方法  40-45
  4.2 结果与分析  45-52
  4.3 讨论与小结  52-54
5 嫩枝扦插技术优化研究  54-63
  5.1 材料与方法  54-55
  5.2 结果与分析  55-60
  5.3 讨论与小结  60-63
6 埋枝黄化催芽嫩枝插穗双向电泳体系建立  63-72
  6.1 材料与方法  63-68
  6.2 结果与分析  68-70
  6.3 讨论与小结  70-72
7 埋枝催芽黄化嫩枝扦插蛋白质组学研究  72-87
  7.1 材料与方法  72-74
  7.2 结果与分析  74-82
  7.3 讨论与小结  82-87
8 结论与展望  87-89
  8.1 结论  87-88
  8.2 展望  88-89
参考文献  89-100
个人简介  100-101
导师简介  101-102
致谢  102

四倍体刺槐扦插技术优化及生根机理研究

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