外源乙烯对月季(Rosa hybrida)切花花朵开放的影响与乙烯生物合成相关基因表达的关联.pdf

104 中国科学 C 辑 生命科学 2005, 35 (2): 104~ 114 外源乙烯对月季(Rosa hybrida)切花花朵开放的 影响与乙烯生物合成相关基因表达的关联* ** 马 男 蔡 蕾 陆旺金 谭 辉 高俊平 ( 中国农业大学观赏园艺与园林系, 北京 100094; 华南农业大学园艺系, 广州 510642) 摘要 以探讨外源乙烯对月季切花花朵开放的影响及其与花瓣内源乙烯生物合成相关基因表 达之间的关联为目的. 试材选用外源乙烯对花朵开放进程影响截然相反的两个品种, 其中, Samantha 明显被促进, 而Kardinal 则明显被抑制. 经外源乙烯处理, 两品种花瓣乙烯生成量 1- 氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane -1-carboxylate, ACC)合成酶(ACC synthase, ACS)和ACC 氧化酶(ACC oxidase, ACO) 活性都被诱导升高. 但是, 以上指标两品种间变化有差异, 其中, Samantha 主要表现为峰值提前, 即由未经处理对照的盛开期(开花级数4 级)提早到初开期(3 级); 而Kardinal 主要表现为绝对值剧烈升高, 且远高于Samantha. 从花瓣中克隆到3 个ACS (Rh-ACS1 , Rh-ACS2 和Rh -ACS3)和 1 个 ACO(Rh-ACO1)基因的 cDNA, 非放射性Northern 检测结果表明, Rh-ACS3 和Rh-ACO1 基因的表达受到乙烯的诱导, 并且其表达变化在两个品种中都与ACS 活性 和乙烯生成量相一致. 由此推测, 外源乙烯对切花月季品种间花朵开放影响的差异, 可能与花瓣 内乙烯生物合成关键酶转录水平上的诱导差异有关, 并且Kardinal 可能对外源乙烯更为敏感. 还 明确了月季切花3 个ACS 基因之间的表达存在发育时间和诱导方式上的特异性. 关键词 切花月季(Rosa hybrida) 花朵开放 1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)合成酶(ACS) ACC 氧化酶(ACO) 基因表达 乙烯作为一种结构简单的气态植物激素, 在植 月季虽然属于乙烯敏感型花卉, 但是, 外源乙烯对其 [3,4] 物生长发育和对逆境的反应过程中发挥着重要作 花朵开放进程的影响依品种而异 . 我们曾对 100 [1] 用 . 外源乙烯对许多植物如香石竹 矮牵牛 蝴蝶 余切花月季品种开花过程对乙烯的反应进行了观测, [2] 兰以及月季等的花朵开放都具有重要的调节作用 . 发现依据品种的表现可以归为两大类, 即花朵开放 2004-08- 19 收稿, 2005-01-04 收修改稿 * 国家自然科学基金资助项目(批准号: 304712220) ** 联系人, E-mail: gaojp@ 万方数据 SCIENCE IN CHINA Ser. C Life Sciences 第2 期 马 男等