球根植物休眠调控的分子机制研究进展

达Ⅲ ， 新 肽链 在休 眠打破 后可 见萌 发 芽时 出现 川。球根 休 眠 的解 除 与蛋 白质 含量 及其 活性 、 组分 的变 化也 都密 切 相关 ， 游 离 氨基 酸 、 水溶 性蛋 白和非水 溶 性蛋 白相互 间存 在 氮交 换 ， 它 们 之 间通 过这 种方 式 由在休 眠时 适 合球 根 抵 抗不 良环境 的组 合 向利 于球 根萌 发 的过程 不 断转 变 。
第２ ２ 卷
第 ６期
草 业 学 报
Ａ ＣＴＡ ＰＲＡ Ｔ ＡＣＵ ＬＴ ＵＲ ＡＥ ＳＩ ＮＩ ＣＡ
２ ９５— ３ ０４
Ｖｏ１ ．２ ２， Ｎｏ ．６
２ ０ １ ３年 １ ２月
球 根 植 物 休 眠调 控 的分 子 机 制研 究 进 展
刘 芳 ， 王 家 艳 ， 周 蕴薇 ¨
制 的多 基 因特性 和 复杂 性 。Ｖａ ｎ ｄ ｅ ｎ Ｂ ｅ ｒ ｇ等 研究 发现 ， 至 少有 ９个不 同 的基 因位点 与块茎 休 眠有关 ， 这 些数量
性 状基 因单 独 或互 作影 响块 茎 的休 眠 。周 志钦 。 研究表明， 马铃薯 块 茎 的休 眠 过程 中不 断 有不 同类 型 的活 性基
力 增强 ，也 暗示 了鳞茎 休 眠解 除过 程具 有一 定 的 阶段性 嘲 。特定 的蛋 白质 可维 持休 眠 。休 眠解 除过 程 中不 断
有表 达 丰度 升高 和 降低 的多 肽 ， 并 伴 随新 多肽 的 出现 ＿ ８ ］ 。已鉴定 出百合鳞 茎低 温贮 藏期 间胁 迫相 关蛋 白特异 表 培技 术 的本 地 化 已迫在 眉 睫 。而 球根 休 眠的解 除是 球根 栽培 之前 先要 解决 的技
术 问题 ， 休 眠特性 的 调控对 球 根 的生产 具有 重要 意义 。 １ 球 根休 眠 的遗 传基 础
球 根休 眠 的分 子机 理是 相 当复杂 的 ， 可能 受 许 多 相关 基 因 的调 控 。Ｂ ｏ ｒ ｇ ｍａ ｎ ｎ和 Ｓ ｉ ｎ ａ ｈ ａ 口 提 出块 茎 休 眠控
ＤｏＩ ： １ ０ ． １ １ ６ ８ ６ ／ ｃ ｙ ｘ ｂ ２ ０ １ ３ ０ ６ ３ ５
球 根植 物是 一类 植株 地 下部 分 （ 茎 或根 ） 变态 、 膨大并 贮 藏大 量养 分 的多年 生草本 植 物 。依 球根 的形 状不 同 ，
可 分为 鳞茎 、 球茎、 块茎 、 块根 和根 茎等 。球 根具 有 自发休 眠 的特 性 ， 休 眠起 始 于球根 形成 终止 于球 根发 芽 。球根
休 眠是对 环 境条 件 和季节 性气 候变 化 的一 种生 物学 适应 性 。我 国球根 植物 资源 观赏 性及 药用 、 经济 价值 颇高 ， 仅
球根 花卉 就有 ６ ０个 属 ， ４ ０ ５种 ， 马铃 薯 （ Ｓ ｏ ｌ ａ ｎ ｕ ｍ ｔ ｕ ｂ ｅ ｒ ｏ ｓ ｕ ｍ） 等 球 根 植 物也 是 世 界 上 重 要 的 经济 作 物 。近 些 年 来， 球根 植 物在 园林 绿化 中广 泛应 用 ， 球 根植 物 对 草 地 生态 建 设 也 发 挥 着 重 要 作用 。 目前 ， 结合 我 国 的气 候 、 土
（ １ ． 东北林业大学园林学院 ， 黑龙江 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ４ ０ ； ２ ． 黑龙 江］ ｋ － 农 垦大 学 农 学 院 ， 黑龙江 大庆 １ ６ ３ ３ １ ９ ）
摘要 ： 球 根 植 物 的 休 眠 主 要 是 由于 ＤＮ Ａ活性受 抑制引起的 ， 休 眠解 除 过 程 中 涉 及 多 种 活 性 基 因 的 表 达 及 蛋 白 质 的 活 化 过 程 。 目前 已从 模 式 植 物 拟南 芥 、 杨 树 和 马铃 薯 等植 物 的 研 究 中 了解 到 内源 激 素 含 量 及 激 素 间 的 动 态 平 衡 调 控着休眠的进程 ， 休 眠 过 程 中碳 代 谢 水 平 发 生 着 变 换 ， 淀 粉 加 速 降 解 为 球 根 休 眠 的 解 除 提 供 了物 质 和 能 量 。 利 用 基 因 工 程 技 术 手 段 能 够 提 前 或 延 迟 打 破 球 根 的休 眠 。本 文 对 国 内 外 球 根 休 眠 形 成 及 解 除 的 分 子 机 制 的 研 究 进 展
因表达 ， 其 利用 ｃ Ｄ ＮＡ扩 增片 断长 度多 态性 （ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ｆ ｒ ａ ｇ ｍｅ ｎ ｔ ｌ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｏ ｒ ｐ ｈ ｉ ｓ ｍ， ＡＦ Ｌ Ｐ） 技术 对 马铃 薯 块
茎从 休 眠 到发芽 整 个生 理过 程 中差异 表达 的基 因 进 行 了 ｍＲＮＡ 指 纹 分 析 ， 初 步确 定 了马 铃 薯块 茎 从 休 眠 到 发 芽过 程 中主 要差 异表 达基 因及 其 表达 的模 式 。球 根 的休 眠 是 由于 Ｄ ＮＡ 活性 受 抑 制 引起 的 ， 或 是 由蛋 白质 合成 过程 中 ｍＲ ＮＡ 活 性 的下 降引 起 的 。龙 牙百 合 （ Ｌｉ ｌ ｉ ｕ ｍ ｂ ｒ ｏ ｗｎ ｉ ｅ ｖ ａ ｒ ． ｖ ｉ ｒ ｉ ｄ ｕ ｌ ｕ ｍ） 鳞茎 休 眠解 除 过程 中 Ｒ ＮＡ 含 量 急剧 上 升 ， 核酸 的变 化 主要体 现在 Ｒ ＮＡ 量 的 变化 上 ， Ｒ ＮＡ 和 水 溶性 蛋 白含 量 的变 化 趋 于平 行 。伊 贝母 鳞 茎 在层 积 解 除休 眠过 程 中 ， Ｒ ＮＡ 含 量有 ２个 明显 高 峰 ， 在 一定 程度 上 Ｒ ＮＡ 含 量 的增加 表 示 细胞 中蛋 白质合 成 能
进 行 了综 述 ， 并 对 这 一 研 究 领 域 的发 展 作 了进 一 步 的 讨 论 。 关键词 ： 球 根植 物 ； 休 眠； 发芽 ； 调 控
中图分类号 ： Ｑ９ ４ ５ ． ３ ５ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ４ — ５ ７ ５ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ０ ２ ９ ５ — １ ０