牡丹秋季开花过程中生理生化变化及DNA甲基化差异

编号 zgly0001733202

文献类型 期刊论文

文献题名 牡丹秋季开花过程中生理生化变化及DNA甲基化差异

作者 袁雪  袁涛  刘少丹 

作者单位 北京林业大学园林学院国家花卉工程技术研究中心城乡生态环境北京实验室林木花卉遗传育种教育部重点实验室花卉种质创新与分子育种北京市重点实验室  洛阳国际牡丹园 

母体文献 林业科学 

年卷期 2021,57(05)

页码 53-67

年份 2021 

分类号 S685.11 

关键词 牡丹  秋季开花  脱叶  赤霉素  多效唑  DNA甲基化 

文摘内容 【目的】牡丹花期短而集中,为探究牡丹秋季开花机制,研究牡丹秋季开花过程中赤霉素和DNA甲基化的作用。【方法】以河南洛阳露地栽培的春秋二季开花牡丹品种‘户川寒’为试验材料,2019年9月中旬试验材料自然落叶前,平均分为4组,对照组无脱叶无药剂处理,3个处理组分别经脱叶、脱叶+650 mg·L~(-1)赤霉素(GA_3)、脱叶+500 mg·L~(-1)多效唑(PP_(333))处理,观察记录各处理组与对照在秋季萌芽、开花过程中的生长发育情况,并测定各处理组生理生化及基因组DNA甲基化状态。【结果】1) 4组牡丹‘户川寒’均能在秋季萌动、开花,但施加处理能够促进秋季二次萌动开花提前且增加开放整齐度,其中脱叶+650 mg·L~(-1)GA_3处理促进萌动和花朵开放作用最佳,在处理后11天时萌动率已达81.4%,并于42天时进入初花期,初花期时间较对照组提前30天。2)脱叶+650mg·L~(-1)GA_3、脱叶、脱叶+500 mg·L~(-1)PP_(333)都促进了‘户川寒’秋季较快较整齐地萌芽和生长,且对开花的加速作用依次降低,说明脱叶能够促进芽的萌动和生长,施加GA_3具有叠加促进效应,PP_(333)会一定程度抵消脱叶产生的促进效应。脱叶在短时间内发挥了对GA_3、GA_4含量的抑制作用后,又使芽内GA_3、GA_4的含量升高而ABA含量下降,施加GA_3后加强了GA_3、GA_4含量升高和ABA含量下降的强度,且延长了GA_3、GA_4含量上升期,而施加PP_(333)表现出相反的作用。3)芽萌动开花伴随大量淀粉和可溶性糖消耗,高浓度的可溶性糖含量可能有利于芽的萌动。4) MSAP检测结果显示,在整个试验期间‘户川寒’DNA总甲基化的变化范围为57.3%～72.4%,开始萌动前达到DNA甲基化的最高水平,之后逐渐下降。以对照1天时状态为基准,对比其甲基化状态与各处理不同时期甲基化状态发现,处理组甲基化状态变化更活跃,且集中为去甲基化和超甲基化2种模式。各处理组去甲基化率随时间推移增加,且都高于对照组同一时期的去甲基化率,推测去甲基化率高可能更有利于‘户川寒’秋季萌动。【结论】牡丹‘户川寒’能够在秋季自然萌动开花,脱叶能促进内源GA_3合成,结合外施GA_3的叠加效应,使体内GA_3增加并抑制ABA,促进其秋季提前萌动二次开花,且花期整齐,外施PP_(333)一定程度抵消了脱叶引起的内源GA_3的合成促进作用。芽从萌动到开花伴随着大量糖类物质消耗,高浓度的可溶性糖含量可能有利于芽的萌动。牡丹‘户川寒’可自我调控相关DNA序列CG位点的甲基化状态,从而诱导其花芽在秋季萌动,施加处理可能会提前触发这一调控过程,其中DNA去甲基化率高更可能促进秋季萌动、开花。