油菜素内酯对烟草幼苗根系构型的影响及调控机制

为探究油菜素内酯(BRs)对烟草幼苗根系构型的调控机制,选取烤烟品种农大202为试验材料,分析不同浓度外源EBR(2,4-表油菜素内酯)和BRZ(BRs合成抑制剂)处理下烟草幼苗根系构型的差异,通过电镜观察二级侧根根尖横截面变化,并观察烟草转基因DR5::GUS材料根系GUS(β-葡萄糖苷酸酶)染色情况,测定侧根中生长素含量和相关基因表达量,分析根系构型变化与生长素之间的关系.结果表明,EBR可以调节烟草幼苗根长、根系直径与二级侧根密度变化,较低浓度的EBR(0.1 nmol/L)使总根长增加,增幅达到29.0％,但在0.5、1、5、10、100 nmol/L EBR处理下,一级侧根长度与对照(不添加EBR 和 BRZ)相比分别降低 4.6％、9.6％、18.5％、29.6％、36.9％;随着 EBR 浓度的增大(0.1～10 nmol/L),二级侧根密度不断增大,但根系平均直径逐渐减小,BRZ(100～500 nmol/L)处理后烟草根系平均直径显著增大;EBR主要通过调控烟草侧根细胞数目和中柱直径影响烟草幼苗根系直径大小,10 nmol/L EBR处理下烟草二级侧根横切直径较CK显著减少32.5％,中柱直径较CK显著减小25.0％;10 nmol/L EBR处理下,烟草侧根生长素含量较CK显著降低7.1％,500 nmol/LBRZ处理下,侧根生长素含量与CK相比无变化;EBR处理使烟草生长素运输基因家族中PIN3aT、PIN3bS、PIN3bT和PIN11T等基因上调,从而调控根中生长素的分布.可见,油菜素内酯可以调控根中不同部位生长素的水平进而影响烟草根系构型的变化.