全 文 ：第21卷 第4期
Vol.21 No.4
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2013年 7月
July 2013
doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2013.04.013
温度对不同秋眠型紫花苜蓿光敏色素
和内源激素的影响
倪俊霞1,2,李冠真1,史莹华1,严学兵1,樊文娜1,杜红旗1,王成章1*
(1.河南农业大学牧医工程学院,河南 郑州 450002;2.河南省南乐县畜牧局,河南 濮阳 4574000)
摘要:为探讨温度对不同秋眠型苜蓿(Medicagosativa)光敏色素表达量和内源激素含量的影响,以3个不同秋眠
型紫花苜蓿品种为材料,设计5个不同的温度梯度(6,12,18,24和30℃)处理35d,测定叶片中光敏色素和植物
激素的含量,分析温度与苜蓿秋眠的关系。结果表明:与半秋眠、非秋眠型苜蓿相比,秋眠型苜蓿 Norseman(FD1)
叶片中的PHYA表达量低,且有随着温度升高而升高的趋势;非秋眠品种CUF101(FD9)在低温(6℃)和较高温度
(24和30℃)时PHYA表达量较低,12和18℃时含量较高;Dupuils(FD5)在各个温度条件下变化不大。温度对苜
蓿品种Dupuils(FD5)和CUF101(FD9)中PHYB含量无规律性影响,但 Norseman(FD1)从低温到高温的PHYB
表达量呈明显的递减趋势,低温有利于PHYB基因的表达。在适合于苜蓿生长的温度条件下,叶片中GA3,ZR和
IAA含量较高,低温(6℃)和高温(30℃)时上述生长激素含量下降。因此,苜蓿的秋眠性受温度影响,PHYA 和
PHYB 对苜蓿的秋眠有调控作用,低温和高温不利于生长激素的合成。
关键词:温度;紫花苜蓿;内源激素;光敏色素
中图分类号:Q948.112.2 文献标识码:A 文章编号:1007-0435(2013)04-0708-06
EffectsofTemperatureonthePhytochromeandEndogenousHormones
ofDifferentFalDormancyAlfalfa
NIJun-xia1,2,LIGuan-zhen1,SHIYing-hua1,YANXue-bing1,
FANWen-na1,DUHong-qi1,WANGCheng-zhang1*
(1.EngineeringColegeofAnimalHusbancyandVeterinaryScience,HenanAgriculturalUniversity,Zhengzhou,
HenanProvince450002,China;2.BureauofAnimalHusbandryandVeterinary
MedicineofNanleCounty,Puyang,HenanProvince4574000,China)
Abstract:Threefaldormancytypesandfivedifferenttemperaturesweredesignedtostudytheregulation
ofphytochrome(AandB)andendogenoushormonesonthefaldormancyofMedicagosativa.Majorre-
sultswerethatPHYAcontentintheleavesofNorseman(FD1)waslowerthanthatinDupuils(FD5)
andCUF101(FD9),andPHYAcontentsin12~24℃ werehigherthanin6℃and30℃.PHYBcontent
intheleavesofNorseman(FD1)decreasedgradualywiththetemperatureincreasing.Theendogenous
hormoneGA3andIAAcontentsofleavesin12~24℃ werehigherthanin6~30℃,butABAwasoppo-
site.TheseresultsshowedthatABAcontentwashigherthanotherendogenoushormonesinMedicagosa-
tiva.TemperatureaffectedthefaldormancyofMedicagosativa,phytochrome(AandB)andendogenous
hormonesplayedamajorroleinfaldormancy.
Keywords:Temperature;Alfalfa;Phytochrome;Endogenoushormone
紫花苜蓿(MedicagosativaL.)的秋眠性(fal
dormancy,FD)是指在高纬度地区,夏末和秋季由
于光照时间减少和气温下降,其生长缓慢或停止、茎
枝匍匐生长的一种特性[1-2]。不同苜蓿品种的秋眠
性有差异,秋眠型苜蓿(FDclass,1~3级)秋季停止
生长时间早,刈割后再生速度慢,春季恢复生长晚,
收稿日期:2013-01-16;修回日期:2013-03-27
基金项目:国家自然科学基金(31172261);国家牧草产业技术体系建设专项资金(CARS-35);国家“十二五”科技支撑计划(2011BAD17804)资助
作者简介:倪俊霞(1983-),女,河南濮阳人,助理研究员,硕士,研究方向为牧草栽培生理研究,E-mail:nijunxia2004@163.com;*通信作
者 Authorforcorrespondence,E-mail:wangchengzhang@263.net
第4期 倪俊霞等:温度对不同秋眠型紫花苜蓿光敏色素和内源激素的影响
产量较低;非秋眠型苜蓿(7~9级)则相反;半秋眠
型苜蓿(4~6级)介于二者之间[3]。这种秋眠特性
有利于秋眠型和半秋眠型苜蓿秋季积累较多的养
分,有较高的越冬率,但影响秋季的产量;非秋眠型
苜蓿秋季养分积累少,越冬率低,但秋季产量高。有
研究表明,短日照和低温是影响秋眠型苜蓿的主要
环境因子,而非秋眠型苜蓿可能只受温度的影响而
受光照的影响很小[4],但具体的机理尚不清楚。
在光周期反应中,光敏色素是其主要的光受
体[5],光敏色素作为绿色植物主要光受体可能通过
光周期调控或参与了苜蓿的秋眠[6],温度通过FT
(FLOWERING LOCUST,FT)基因直接影响
PHYB调控开花时间[7]。因此研究不同秋眠型苜
蓿的主要光受体的表达状况可能是苜蓿秋眠性机理
研究的重要途径之一,光敏色素 A(phytochrome
A,PHYA)和光敏色素B(phytochromeB,PHYB)
作为2种主要的光敏色素,对于研究苜蓿秋眠性机
理有重要意义。研究表明,植物的光受体基因的合
成及其表达量除了受光周期调控外,还受温度的影
响。Heschel等[8]研究拟南芥(Arabidopsisthali-
anaL.)在不同温度条件下发芽试验得出,PHYE
在温度较低时发挥主要作用,温度较高时PHYA发
挥主要作用,在温度变化较大的情况下PHYB发挥
主要作用。樊文娜等[9]研究不同温度对苜蓿光敏色
素表达的影响,结果在高温条件下PHYA基因表达
量高而PHYB基因表达量较低。植物的光受体信
号基因往往是通过其内源激素传递给靶基因从而调
控植物的生长发育,因此研究不同秋眠型苜蓿的植
物激素含量可能在很大程度上探明其相互关系。王
成章等[10]的研究表明,在同一适温不同光周期条件
下,秋眠型苜蓿叶片中PHYB 和 ABA合成量高,
非秋眠型苜蓿叶片中PHYB和ABA合成量低,进
而认为PHYB合成量的多寡直接或间接影响ABA
的合成,进而调控秋眠性状的基因表达,诱发了秋
眠[6]。GA3 和ABA是对休眠有重要作用的2种激
素[11],拟南芥ABA缺陷型突变体种子休眠性降低,
ABA和GA双缺陷型突变体种子具有萌发能力,表
明种胚中GA与ABA在调节这一过程中存在相互
拮抗的关系[12]。但目前在关于苜蓿的研究中,尚未
见到温度因子影响光受体和激素进而调控其秋眠的
报道。本研究的目的在于探讨不同温度对紫花苜蓿
体内光敏色素和内源激素的影响,为苜蓿的秋眠性
机理研究提供依据。
1 材料与方法
1.1 供试种子
紫花苜蓿种子购自美国,分别选取秋眠型品种
Norseman(FD1)、半秋眠型品种Dupuils(FD5)和非
秋眠型苜蓿品种CUF101(FD9)以代表3种不同的
秋眠类型。
1.2 试验设计
供试材料均于2009年9月20日在河南农业大
学科教园区试验地播种,自然条件下生长。于2010
年7月10日选择生长健壮且大小均一的3个不同
秋眠型苜蓿90株连根挖出,带土定植于花盆内(24
cm×24cm),每盆2株,共45盆,移苗至人工气候
室,定时定量浇水,待植物适应稳定后转入6,12,
18,24和30℃处理,处理天数为35d,光照强度约
20000lx,每天光照12h。采用2因素5水平设计。
1.3 测定指标及方法
PHYA 和PHYB 基因表达的实时荧光定量
PCR检测:供试植株经过特定温度处理35d时,随
机摘取各株不同方位顶芽及上部展开叶片(芽和上
部叶片组织幼嫩,生物活性强,休眠从此处开始),无
菌锡箔纸包裹,立即由液氮固定,并转移至-80℃冰
箱保存待用。苜蓿叶片总 RNA 用 Trizol试剂提
取,并用DnaseI去除痕量DNA污染。逆转录使用
promega公司 A3500试剂盒按说明书进行。荧光
定量PCR(型号为Eppendorfag22331Hanburg)的
检测所需的引物序列,参照本实验室已克隆出的紫
花苜蓿(WL-525HQ)光敏色素A基因编码区(Gen-
Bank登录号:GQ379905.1)和光敏色素B基因编码
区(GenBank登录号:GQ379902.1)设计引物,用
Oligo(Version6.54)和 PrimerPremier5(Version
5.00)共同设计确定引物(表1),进行其基因表达检
测。质粒制备后,用紫外分光光度计对质粒模板进
行定量并梯度稀释成1011,1010,109,108,107,106,
105 和104copy·mL-1,作为阳性定量标准模板,制
备标准曲线。实时荧光定量PCR(BioEasySYBR
GreenIRealTimePCRKit(BSB03LI))采用染色
法,总体系为20μL:2×SYBRMix(with4.0mM
907
草 地 学 报 第21卷
Mg2+)母液10μL,上下游引物各1μL(10μM·L-1),
模板1μL,灭菌去离子水7μL。循环条件:94℃预
变性2min,94℃10s,60℃15s,72℃30s,扩增40
个循环。使用Opticon实时荧光定量系统对收获的
PHYA和PHYB 的cDNA拷贝数进行精确定量,
并根据测定结果,分析光敏色素在不同温度下的变
化关联性。
表1 PHYA和PHYB 基因表达检测的引物序列
Table1 PrimersequencesofPHYAand
PHYBquantitativeanalyses
Phytochromegene 引物序列Primer(5′→3′)
PHYA-s GAGAGATAGCTTTATGGATGTCTGAGT
PHYA-a GCGACCTAAACCAGAAAACTATGT
PHYB-s GTAGAGGACGCTATGGGGAAGT
PHYB-a TGGAGCAAGCATTCACCACTAT
植物激素的测定方法:在同时间内随机摘取各
处理每株顶芽及上部叶片1g左右,无菌锡箔纸包
裹,立即由液氮固定,并转移至-80℃冰箱保存待
用。激素的测定采用间接酶联免疫吸附法(enzyme-
linkedimmunosorbentassays,ELISA),即包被抗
原,利用游离抗原和吸附抗原与游离抗体进行竞争。
ELISA试剂盒由中国农业大学作物化学控制中心
提供。取冷冻保存的上述样品1g,加2mL样品提
取液,冰浴下研磨成匀浆,转入10mL试管,用2
mL提取液分次将研钵冲洗干净,一并转入试管中,
摇匀,置4℃冰箱中提取4h,4000r·min-1离心15
min(离心机型号为LDZ5-2),取上清。1mL提取
液加入沉淀中,搅匀,置4℃下再提取1h,离心,合
并上清液并记录体积,用氮气吹干,除去提取液中的
甲醇,用样品稀释液定容。植物激素含量的测定为
4种,即生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、玉米素核苷
(ZR)、赤霉酸(GA3)。酶标仪的型号为 Thermo
MultiskanMK3。每个样品测定3次重复,取其平
均值进行分析。OD值代入方程求得样品的激素含
量,结果取3次平均值。
计算公式:A=N·V2·V3·B/V1·W。
A:激素的含量(ng·g-1FW);
V2:提取样品后,上清液的总体积;
V1:进行真空浓缩干燥的上清液体积(当提取
的上清液全部进行真空浓缩干燥时V1 与V2 的体
积是相等的);
V3:真空浓缩后用样品稀释液定容的体积;
W:样品的鲜重;
N:样品中激素的浓度(ng·mL-1);
B:样品的稀释倍数(样品稀释液定容以后的稀
释倍数)。
1.4 数据统计分析
所有分析均为3次重复,采用SAS8.0软件采
用LSR法对同一时期不同温度不同秋眠型苜蓿的
各激素含量进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 温度对不同秋眠型紫花苜蓿PHYA和PHYB
基因表达分析
试验提取的 RNA 样品经分光光度计检测,
OD260/OD280在1.8~2.0之间,且OD260/OD230大于
2.3,说明 RNA 质量高,可 用 于 进 一 步 分 析。
PHYA的标准曲线为YA=-3.431X+45.846,相
关系数为0.999,扩增效率95.64%;PHYB的标准
曲线为YB = -3.261X+46.902,相关系数为
0.998,扩增效率102.61%;Ct与起始模板浓度的对
数呈现高度的相关性,相关系数均接近1,扩增效率
都大于90%,小于105%。且熔解曲线表现为单峰,
扩增产物特异性较好,荧光曲线能够准确地反映目
的产物的扩增。
由表2可以看出,PHYA的表达量在106~108
copies·mL-1之间,PHYB 的表达量在104~105
copies·mL-1的范围内,表明PHYA在苜蓿中的含
量高于PHYB。对于PHYA 的表达量来说,与半
秋眠、非秋眠苜蓿品种相比,秋眠型苜蓿叶片中
PHYA基因表达量低;Norseman(FD1)有随着温度
升高而升高的趋势,Dupuils(FD5)在各个温度条件
下变化不大,CUF101(FD9)在6℃低温和较高温度
(24和30℃)表达量较低,12℃和18℃下含量较高。
温度对苜蓿品种Dupuils(FD5)和CUF101(FD9)中
PHYB含量无规律性影响,但 Norseman(FD1)从
低温到高温的PHYB表达量呈明显的递减趋势,其
中24和30℃下表达量最低。30℃时 Norseman
(FD1)与其他秋眠型存在显著差异,但这种差异远
小于同一秋眠型不同温度间的差异程度。
2.2 温度对不同秋眠型紫花苜蓿内源激素含量的
影响
温度的变化作为植物生长的影响因子之一,常常
左右着植物的生长与死亡。植物内源激素的相互作
用调控着植物的生理机能和生长节律,以适应外在条
017
第4期 倪俊霞等:温度对不同秋眠型紫花苜蓿光敏色素和内源激素的影响
件的改变。3种供试苜蓿品种中植物激素对于温度
的响应表明,温度梯度的依次升高,供试苜蓿叶片中
的ABA含量呈现类似于“U”型变化规律,IAA,GA3
和ZR的含量大致呈倒“U”型变化,且不同的秋眠型
间表现出显著性差异(P<0.05),同一秋眠型不同的
温度条件下,促生长类激素(IAA,GA3 和ZR)表现为
12,18和24℃下显著高于6和30℃下(P<0.05);被
称为抗逆境激素的ABA含量则表现为30℃时显著
高于其他温度处理。温度调节下4种激素的协调趋
势是向着适应环境、促进生长的方向进行。
方差分析显示:3种秋眠型苜蓿在不同温度处理
下ABA含量差异显著(P<0.05)。其中:Norseman
(FD1)受温度的影响较大,但30℃的高温胁迫使得
Dupuils(FD5)中ABA含量达到最大值约为(115.30
±0.5)ng·g-1FW,值得注意的是,在大多数温度条
件下,其ABA含量都呈现出CUF101(FD9)
型(P<0.05),18℃时为最大值。试验表明(表3),3
种不同秋眠类型苜蓿的GA3 含量变化趋势一致。即
在6~18℃范围内,随着温度的上升,GA3 含量依次
递增,在18℃达到最大值,之后随着温度的上升,GA3
含量依次下降。而Dupuils(FD5)的ZR含量在大多
数温度处理条件下都高于其余2种秋眠型苜蓿。由
图1可知,3种秋眠类型苜蓿的(IAA+GA3+ZR)/
ABA都随着温度的梯度升高呈现出低-高-低的共同
趋势,表明了4种激素相互协调完成植物对环境的适
应;其中CUF101(FD9)的(IAA+GA3+ZR)/ABA值
有较大波动,说明12~18℃下4种激素的协调是向着
生长的方向进行,温度为6和30℃时(IAA+GA3+
ZR)/ABA值有较大下降,表明4种激素的协调是向
着抑制生长的方向进行的。
表2 荧光定量PCR检测PHYA和PHYB 基因表达量
Table2 PHYAandPHYBgeneexpressionprofilesdeterminedbyreal-timeRT-PCR copy·mL-1
处理
Treatments
Norseman(FD1) Dupuils(FD5) CUF101(FD9)
PHYA PHYB PHYA PHYB PHYA PHYB
6℃ 3492125.03BCd 144721.85Cd 99420576.34ABCbcd 55006.95Cd 78081940.66BCbcd 25658.47Cd
12℃ 54345311.49Cd 113000.00Cd 181882313.86ABCabcd 43266.83ABCab 180665766.68ABCabcd 134855.50Cd
18℃ 21381215.09Cd 38372.83Cd 132679604.77ABCbcd 17400.87Cd 237889107.42ABCcd 10614.82Cd
24℃ 83501951.54BCbcd 15987.20Cd 189355569.49ABCabc 35255.37Cd 34432545.94BCcd 48785.00Cd
30℃ 81837587.67Aa 14792.46Cd 246007058.17ABCab 87044.82Cd 68734243.61BCbcd 18153.91Cd
标注:同行肩标小写字母不同者表示差异显著(P<0.05),大写字母不同者表示差异极显著(P<0.01)。下同
Note:Differentsuperscriptsinthesamerowmeansignificantdifference,smallettermeansP<0.05,capitallettermeansP<0.01,the
sameasbelow
表3 不同秋眠型紫花苜蓿4种激素含量测定结果
Table3 Effectsofdifferentvarietiesontheendogenoushormonesofalfalfa ng·g-1FW
温度/℃
Temperature
秋眠级
FD-class
植物激素Endogenoushormones
GA含量 ZR含量 IAA含量 ABA含量
6 Norsema(FD1) 9.07±0.10Ii 8.51±0.24Hh 50.25±0.92Kk 83.36±0.75Hh
12 Norsema(FD1) 10.70±0.06Ff 14.00±0.19Bb 73.80±0.62Dd 73.18±0.59Jj
18 Norsema(FD1) 14.26±0.12Cc 11.01±0.05Ee 94.21±0.82Aa 94.44±0.88Dd
24 Norsema(FD1) 9.46±0.05Hh 9.70±0.14Gg 80.89±0.48Bb 104.92±1.87Cc
30 Norsema(FD1) 7.82±0.20Ll 8.90±0.32Hh 51.16±0.13Jj 105.23±0.41Bb
6 Dupuils(FD5) 8.57±0.06Kk 10.86±0.11Ff 48.26±0.12Ll 87.07±0.63Ee
12 Dupuils(FD5) 12.76±0.11Dd 12.33±0.31Dd 59.24±0.43Gg 73.26±0.89Jj
18 Dupuils(FD5) 14.51±0.02Bb 15.50±0.07Aa 66.23±0.37Ee 80.13±0.50Ii
24 Dupuils(FD5) 11.29±0.11Ee 11.12±0.10Ee 59.08±0.57Gg 88.83±1.26Ee
30 Dupuils(FD5) 8.34±0.05Kk 9.42±0.16Gg 50.19±0.20Kk 115.30±0.5Aa
6 CUF101(FD9) 7.58±0.02Ll 12.02±0.07Dd 55.53±0.87Ii 79.13±0.87Ii
12 CUF101(FD9) 12.70±0.17Dd 12.68±0.06Cc 74.66±0.25Cc 55.32±0.25Mm
18 CUF101(FD9) 16.52±0.16Aa 9.55±0.11Gg 65.22±1.07Ff 57.01±1.07Ll
24 CUF101(FD9) 10.10±0.05Gg 7.62±0.04Ii 56.62±1.02Hh 66.48±1.47Kk
30 CUF101(FD9) 8.31±0.01Kk 7.19±0.07Jj 51.03±0.86Jj 94.09±2.74Dd
117
草 地 学 报 第21卷
3 讨论
温度是与休眠有重要关系的一个环境因子。研
究表明许多温带地区的树木休眠多由低温所诱导。
如蔷薇科的植物苹果(Maluspumila Mil.)和梨树
(PyrussorotinaL.)等对短日照不敏感,低温是诱
导其休眠的主要因子[13];同样一些类型的植物如桃
树(PrunuspersicaL.)、葡萄(Vitisspp.)等果树也
必须经过一定限度的低温后才能通过休眠[14];在寒
冷地区的某些木本植物垂枝桦树(Betulapondula
Roth.)和柔毛桦树(BetulapubescensEhrh.)的休
眠与解除强烈受温度影响[15],即低温条件下树木休
眠,温度升高后解除休眠。激素在休眠及其解除过
程中是作为信号物质调节其生理活动的。对茶树
(CamelliasinensisL.)的研究表明,在休眠芽中,游
离态ABA含量很高,而游离态的生长素含量很低,
在休眠解除后,游离态ABA含量降低,游离态的生
长素含量则达到最高峰;而结合态的 ABA和生长
素则相反[16-17]。Qamaruddin等[18]发现,在休眠期,
欧洲赤松(PinussylvestrisL.)的芽和叶片中细胞
分裂素的含量很低,但是在芽萌动之前,细胞分裂素
的含量则急剧上升。Koornneef等[12]报道拟南芥
ABA缺陷型突变体种子休眠性降低。Debeaujon
等[18]报道GA缺陷型拟南芥突变体种子休眠性增
强,需用外源 GA3 才能萌发。马德华等[20]对黄瓜
(CucumissativusL.)的研究结果表明,经高温处理
后,各品种的ABA含量均显著增加,表现为耐热性
强的品种比耐热性弱的 ABA含量高,因此认为高
温胁迫后ABA含量和品种的耐热性成正相关。
一些研究者认为,激素之间平衡变化比激素绝
对水平对休眠的研究具有更重要的意义。易津
等[21]研究指出,羊草(Leymuschinensis)种子休眠
时种子萌发率与促进激素/抑制激素的比值成正相
关(r=0.927),差异达极显著水平,说明种子萌发与
否,取决于促/抑激素的比值大小,而与某一种激素
含量的关系不一定密切。在草莓(Fragariaanan-
assa)的研究中,发现随着休眠程度的加深,ABA含
量逐渐上升,而GA3,IAA和玉米素的含量则下降;
在解除休眠时,则呈相反的趋势变化[22]。孙红梅
等[23]对百合(Liliumbrowniivar.viridulumBak-
er)鳞茎研究证明,内源激素GA3 和ABA水平与芽
休眠之间存在极显著的相关性,ZT也可能是促进
萌发的因素,IAA在鳞茎的休眠解除活动中作用不
大。卵叶韭(Alliumovalifolium Hand-Mazz.)更
新芽真休眠或内源休眠阶段GA3 和ZT含量较低,
ABA含量较高[24]。
日照长度和温度可能都是植物休眠的环境因
子,昼夜节律循环、日照长度、温度通过调控PHYA
和PHYB 的含量、开花相关基因 (FT,CEN,AP1)
等表达量、CO 含量、激素含量等调控植物的休
眠[25]。在长日照植物菠菜(Spinaciaoleracea)、短
日照植物光敏核不育水稻(Oryzasativa)和高粱
(Sorghumbicolor)等的研究中,发现光敏色素通过
光周期调节GAS和ABA水平,实现对开花诱导的
调节[26]。在短日照条件下,光敏色素与 ABA参与
了苜蓿秋眠[6],而PHYB 是通过直接或间接调控
ABA的合成,影响拟南芥或苜蓿休眠的[6,10]。Hes-
chel等[8]和樊文娜等[9]的研究发现,拟南芥和苜蓿
在不同温度条件下其不同种类光敏色素的表达量有
差异,推测温度通过影响光敏色素的合成与表达参
与或调控了植物的秋眠。
本试验中Norseman(FD1)中PHYA 表达量低
于Dupuils(FD5)和CUF101(FD9),其生长也低于
后两者,推测其秋眠型苜蓿是通过抑制PHYA的合
成与表达促进休眠的。对于Norseman(FD1)来说,
PHYA基因的表达量随着温度的升高而升高,
PHYB表达量表现出与PHYA 相反的趋势,随着
温度的逐渐升高依次下降,和樊文娜等[9]的结果基
本一致,秋眠型苜蓿在低温条件下PHYB基因表达
量高、PHYA基因表达量低,因此推测低温下增加
PHYB的表达量和降低PHYA 的表达量来诱导苜
蓿秋眠,或许PHYB 是抑制植物生长的基因,而
PHYA是对植物生长有促进作用的基因;非秋眠型
品种在适温状态下PHYA表达量高有利于生长、在
高温和低温条件下PHYA表达量低生长受抑制,进
一步推测其是对生长有促进作用的光受体。半秋眠
苜蓿的PHYA和PHYB 表达量在不同温度条件下
均无规律性,其机理有待于进一步研究。
在植物内源激素的研究中,随着温度的逐渐升
高,不同秋眠类型苜蓿品种中对生长有利的激素
GA3,ZR和IAA含量呈现出低-高-低的趋势,与低
温和高温条件下抑制苜蓿生长、适温条件下促进苜
蓿生长的规律一致。在大多数温度条件下,其ABA
含量都呈现出非秋眠型苜蓿CUF101(FD9)
原因。3种秋眠类型苜蓿随着温度的升高其 ABA
含量逐渐上升,与果树和种子秋眠状态下植物的
217
第4期 倪俊霞等:温度对不同秋眠型紫花苜蓿光敏色素和内源激素的影响
ABA含量高、植物生长状态下ABA含量低的结果
相反,其原因需要进一步研究。
在本研究中,尚未发现不同温度条件下PHYA
和PHYB 表达量与生长激素GA3,IAA和ZT含量
之间存在相互影响的关系。仅见 Norseman(FD1)
中PHYA 的表达量低于Dupuils(FD5)和CUF101
(FD9);即不同秋眠型苜蓿 PHYA 的表达量和
ABA含量呈相反趋势,究竟是否有互作关系,有待
于进一步研究。此外,苜蓿的秋眠是一个短日照和
低温的协作效应,在二者的双重因素作用下,光敏色
素的基因表达和植物激素之间是否存在互作关系也
需要进一步研究。
4 结论
温度可能是苜蓿秋眠性的主要环境因子之一。
温度可能通过影响PHYA和PHYB 基因在苜蓿秋
眠性上发挥重要作用。在苜蓿秋眠性中PHYA 和
PHYB 基因表达与植物激素含量之间无明显互作
关系,有待于进一步研究。苜蓿秋眠与光照和温度
的综合影响及其互作关系也需要进一步研究。
参考文献
[1] 李向林,万里强.苜蓿秋眠性及其与抗寒性和产量的关系[J].
草业学报,2004,13(3):57-61
[2] 毕玉芬.新疆北部苜蓿属植物秋眠性[J].安徽农业大学学报,
2002,29(4):382-386
[3] 刘艺杉,刘自学,苏爱莲,等.北京地区不同秋眠级苜蓿品种适
应性评价[J].草业科学,2008,25(2):60-63
[4] 杨曌,李红,黄新育,等.苜蓿秋眠性的研究进展[J].饲草与饲
料,2010(11):84-86
[5] 于叙文,汤章城.植物生理与分子生物学[M].北京:科学出版
社,1999:711-726
[6] 王成章,韩锦峰,胡喜峰,等.不同光周期条件下PHYB 和
ABA对不同苜蓿品种的秋眠性调控[J].草业学报,2006,15
(6):56-63
[7] MonteE,AlonsoJM,EckerJR,etal.Isolationandcharac-
terizationofphyC mutantsin Arbidopsisrevealscomples
crosstalkbetweenphytochromesignalingpathways[J].Plant
Cel,2003,15(9):1962-1980
[8] HeschelMS,SelbyJ,ButlerC,etal.Anewroleforphyto-
chromesintemperature-dependentgermination[J].NewPhy-
tologist,2007,174(4):735-741
[9] 樊文娜,严学兵,史莹华,等.光周期与温度对紫花苜蓿phyA
和phyB mRNA表达的影响[J].草地学报,2011,19(6):975-
982
[10]王成章,潘晓建,张春梅,等.外源 ABA对不同秋眠型苜蓿品
种植物激素含量的影响[J].草业学报,2006,15(2):30-36
[11]李宗霆,周燮.植物激素及其免疫检测技术[M].南京:江苏科
学技术出版社,1996:179
[12]KoornneefM,JornaML,BrinkhorST,etal.Theisolation
andanalysisofabscisicacid(ABA)-deficientmutantsbyselec-
tionofinducedrevertantsinnongerminatinggibberelin-sensi-
tivelinesofArabidopsisthaliana(L.)Heynh[J].Theoretical
andAppliedGenetics,1982,61(4):385-393
[13]HeideOM,PrestrudK.Lowtemperature,butnotphotoperi-
od,controlsgrowthcessationanddormancyinductionandre-
leaseinappleandpear[J].TreePhysiology,2005,25(1):109-
114
[14]姜卫兵,韩浩章,汪良驹,等.落叶果树需冷量及其机理研究进
展[J].果树学报,2003,20(5):364-368
[15]JunttilaO,NilsenJ,IgelandB.Effectoftemperatureonthe
inductionofbuddormancyinecotypesofBetulapubescensand
Betulapendula[J].ScandinavianJournalofForestResearch,
2003,18(3):208-217
[16]NagarPK.Changesinendogenousabscisicacidandphenols
duringwinterdormancyintea(CamelliasinensisO.Kuntze.)
[J].ActaPhysiologiaePlantarum,1996,18(1):33-38
[17]NagarPK,ShwetaS.Changesinendogenousauxinsduring
winterdormancyintea(CamelliasinensisO.Kuntze.)[J].
ActaPhysiologiaePlantarum,2006,28(2):165-169
[18]QamaruddinM,DormlingI,EliassonL.Increasesincytokin-
inlevelsinScotspineinrelationtochilingandbudburst[J].
PhysiologiaPlantarum,1990,79(2):236-241
[19]DebeauhonI,KoornneefM.GibberelinrequirementforAra-
bidops-seedgerminationisdeterminedbothbytestacharacter-
isticsandembryonicabscisicacid[J].PlantPhysiology,2000,
122(2):415-424
[20]马德华,庞金安,霍振荣,等.黄瓜对不同温度逆境的抗性研究
[J].中国农业科学,1999,32(5):28-35
[21]易津,李青丰,田瑞华.赖草属牧草种子休眠与植物激素调控
[J].草地学报,1997,5(2):93-100
[22]葛会波,李青云,陈贵林,等.草莓休眠过程中内源激素含量的
变化[J].园艺学报,1998,25(1):89-90
[23]孙红梅.低温解除百合鳞茎休眠的效应及其生理生化机制研究
[D].沈阳:沈阳农业大学,2003:105-116
[24]陈远平,杨文钰,任万军,等.不同温度下卵叶韭更新芽内源激
素的动态变化[J].园艺学报,2006,33(6):1219-1224
[25]HorvathD.Commonmechanismsregulatefloweringanddor-
mancy[J].PlantScience,2009,177(6):523-531
[26]童哲,赵玉锦,王台,等.植物的光受体和光控发育研究[J].植
物学报,2000,42(2):111-115
(责任编辑 刘云霞)
317