新疆狗牙根芽休眠细胞学动态及对光周期、低温的响应机理研究

Dormancy is a accommodation characteristic of growth and survival for cynodon dactylon L., whose striking root and regeneration are all linkage with the bud dormancy. It play very important role of environment factors as photoperiod and low temperature in the life cycle of bermudagrass, but there is not relevant study report to date. If adopted single study strategy, it might not reach the aim, since the bud dormancy was controlled synthesize by many factors and many genes. Therefore, this study will use technology of SEM,TEM,PHLC,qPCR synthesized, think sufficiently the impact of two key environment factors in the online-maintenance-offline for bud dormancy, it was selected bud as material and conducted the bud research of cytology, physiology, molecular biology for Xinjiang bermudagrass. The cytology dynamic process and physiological change in period of dormancy to germination were analyzed systematic, in order to reveal the physiological adjust mechanism. Three key genes related dormancy were dig by qPCR technique, and study the expression level in bud, aiming to provide scientific accordance of molecular mechanism for explaining forward in whole of bud dormancy from induction to break for herb plant.

休眠是狗牙根(Cynodon dactylon L. Pers)生长和生存的一种自适应特征，芽休眠影响着它的返青和再生。与它的休眠直接关联的两个环境因子光周期和低温，在狗牙根的生活史中扮演着重要的角色，但有关内容却至今未见有研究报道。芽休眠受多个因素的综合调控，采用单一的研究策略可能达不到研究目的。因此，本研究拟综合运用电镜技术、高效液相色谱技术、荧光定量技术等，充分考虑芽休眠启动-维持-解除等关键环节两个环境因子所发挥的作用，以休眠芽为研究对象，对新疆狗牙根的芽进行细胞学、生理学和分子生物学的研究,系统地分析狗牙根芽休眠萌发的细胞学动态过程与休眠萌发转换过程中生理物质含量的变化,揭示芽休眠的生理调控机制；并对调控休眠的三个关键基因进行深入挖掘，通过实时荧光定量分析，研究其在芽内的表达水平的变化，为进一步从整体水平上阐明草本植物芽休眠诱导和解除的分子机理提供科学依据。

本研究主要以狗牙根的休眠芽为研究对象，对温度及光周期影响下芽的的特征及进入休眠及解除休眠的生理响应规律及其分子机理开展了研究工作，主要得到了以下几个关键结果：① 研究了狗牙根芽体休眠活动的表观形态与微形态，针对狗牙根幼芽萌发（休眠解除）阶段及成熟芽进入休眠阶段的狗牙根幼芽表型进行了细致的切片工作，对狗牙根幼芽及成熟芽的形态进行了详细的解剖和分析，了解了休眠时期及未休眠状态下狗牙根芽的整体情况。② 研究了各类材料的休眠时期，对其休眠时期的进行了界定，结合多年多点的枯黄、返青调查数据，并行考虑采集地理的相关信息，依据休眠与返青时间分类选出6种狗牙根材料，聚类为休眠早-返青晚和休眠晚-返青早两大类（各3种）。③ 研究了狗牙根芽体休眠中生理物质对光周期与低温的响应。分别在自然环境和人工室内模拟自然环境条件下，围绕长日照、短日照和低温对芽体内源激素和渗透调节、酶类物质的响应规律进行了详细的研究。确定了涉及休眠的几种关键物质，特别是休眠解除阶段狗牙根芽中细胞分裂素及生长素的含量，是影响休眠芽进行分蘖的关键指标。④ 研究了狗牙根芽休眠中相关基因在光周期与低温影响下的表达情况，并通过转录组测序在更大范围内对响应芽休眠解除阶段的转录信息进行了深入挖掘，明确了几条激素相关的通路都涉及到芽的休眠解除和分蘖的发生。本研究为狗牙根的休眠机理提供科学依据，为进一步从整体水平上阐明草本植物芽休眠诱导和解除的分子机理奠定了基础。