不同抗倒性甜荞茎秆木质素合成关键酶基因的表达分析

• 作者: 刘星贝 易泽林 李鹤鑫 杨浩 汪灿 胡丹 袁晓辉 阮仁武
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 甜荞 木质素 关键酶基因 荧光定量PCR 抗倒性
• 年，卷（期）: 2015,（9）
• 所属期刊栏目: 研究简报
• 页码范围: 1864-1872
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2015.09.20

摘要

【目的】测定不同抗倒伏能力甜荞品种在不同时期的茎秆木质素含量及其相关合成酶基因表达量，探讨甜荞茎秆木质素合成积累的关键时期及其关键酶基因，为甜荞抗倒伏育种提供理论依据。【方法】用简并引物扩增得到基因CAD、CCR、F5H、COMT和CCOAOMT的部分CDS序列，在NCBI数据库中进行比对分析；用紫外分光光度法测定4个不同抗倒性甜荞品种在分枝期、盛花期和乳熟期茎秆基部第2节间木质素含量；用荧光定量 PCR （qRT-PCR）方法分析木质素合成途径中9个相关基因PAL、4CL、C4H、C3H、CAD、CCR、F5H、COMT和CCOAOMT的表达，用2-△△CT法计算其相对表达量。用Microsoft Excel 2003整理数据和作图，用SPSS 19软件进行方差分析和相关性分析。【结果】扩增得到CAD、CCR、F5H、COMT和CCOAOMT的CDS序列可用于设计后续荧光定量引物。甜荞茎秆木质素含量从分枝期到乳熟期逐渐增加，不同抗倒性品种间，高抗倒伏品种木质素含量在各个时期均显著高于易倒伏品种。基因PAL、4CL、C4H和CCR表达量在品种间和时期间均差异显著或极显著，CCOAOMT在品种间不显著，时期间显著，F5H在品种间差异显著，时期间不显著，C3H、CAD和COMT在品种和时期间差异均不显著。从分枝期到乳熟期，各品种的PAL、4CL、C4H、CAD、CCOAOMT、F5H和CCR表达量均先增后减，在盛花期达最大值，高抗倒伏品种表达量显著高于易倒伏品种；从分枝期到盛花期COMT表达量逐渐下降，易倒伏品种表达量显著高于高抗倒伏品种，乳熟期高抗倒伏品种显著高于易倒伏品种；从分枝期到乳熟期C3H表达量无明显变化规律。木质素含量与PAL、4CL、C4H、CCOAOMT、CAD和CCR基因表达量呈显著正相关,与C3H呈负相关，与COMT在分枝期和盛花期呈负相关，乳熟期呈正相关，与F5H呈正相关。【结论】木质素含量与甜荞茎秆倒伏密切相关，抗倒伏能力强的甜荞品种其茎秆木质素含量高；盛花期是甜荞茎秆木质素合成积累的关键时期；PAL、4CL、C4H、CAD、CCOAOMT和CCR是甜荞茎秆木质素合成的关键酶基因。