外源赤霉素對(duì)太子參塊根中細(xì)胞分裂素含量及其代謝關(guān)鍵酶基因表達(dá)的影響

張晨 周濤 鄭偉 李軍 肖承鴻 龔安慧 江維克

摘要：【目的】分析外源赤霉素（GA3）對(duì)太子參塊根中細(xì)胞分裂素（CTK）含量變化及其代謝關(guān)鍵酶基因表達(dá)的影響，為研究太子參塊根膨大發(fā)育機(jī)制提供理論基礎(chǔ)。【方法】將盆栽的太子參幼苗分成4組，其中3個(gè)處理組分別根灌150 mg/L GA3（GA3處理組）、20 mg/L多效唑（PBZ）（PBZ處理組）和150 mg/L GA3+20 mg/L PBZ（GA3+PBZ處理組）激素溶液各200 mL，對(duì)照組根灌等量清水，在不同塊根發(fā)育期采集塊根樣品。運(yùn)用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）檢測(cè)不同處理時(shí)間太子參塊根中內(nèi)源玉米素核苷（ZR）的含量，并采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qRT-PCR）分析CTK代謝關(guān)鍵酶基因的表達(dá)量變化?！窘Y(jié)果】在整個(gè)塊根發(fā)育期，3個(gè)處理組太子參塊根中的ZR含量總體高于對(duì)照組，且呈相同的變化趨勢(shì)，即從膨大初期到成熟期ZR含量均呈升高—降低—升高的變化趨勢(shì)，說明外源GA3和PBZ均能促進(jìn)ZR含量的升高。在GA3處理組中，A-IPT1基因的表達(dá)量在膨大初期較對(duì)照組高，隨著塊根的膨大，其表達(dá)量呈先升高后降低的變化趨勢(shì)，直至成熟期低于對(duì)照組;tRNA-DMATase基因的表達(dá)量在膨大初期較對(duì)照組低，隨后不斷上升高于對(duì)照組，呈先升高后降低的變化趨勢(shì); A-IPT2基因的表達(dá)量在整個(gè)太子參塊根發(fā)育期略高于對(duì)照組，而CYP735A、CKX1和CKX2基因表達(dá)量均低于對(duì)照組。在PBZ處理組中，A-IPT1、tRNA-DMATase和CKX2基因的表達(dá)量變化趨勢(shì)與GA3處理組相反。GA3+PBZ處理組A-IPT2、CYP735A、CKX1和CKX2基因的表達(dá)量均明顯高于其他組，且與對(duì)照組的變化趨勢(shì)相似。外源GA3可上調(diào)A-IPT1和tRNA-DMATase基因的表達(dá)水平，下調(diào)CYP735A、CKX1和CKX2基因的表達(dá)水平，結(jié)合ZR含量測(cè)定結(jié)果可推測(cè)CTK在塊根膨大初期合成反式玉米素（tZ），而在成熟期合成順式玉米素（cZ）。【結(jié)論】GA3調(diào)控CTK的合成和分解是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，GA3抑制太子參塊根膨大，可能與不同發(fā)育時(shí)期CTK的代謝有關(guān)。

關(guān)鍵詞： 太子參;赤霉素（GA3）;細(xì)胞分裂素（CTK）;玉米素核苷（ZR）;代謝關(guān)鍵酶基因;克隆;表達(dá)分析

中圖分類號(hào)： S567.530.353? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2018）11-2141-07

Effects of exogenous gibberellin on cytokinin content variation in Pseudostellaria heterophylla root and metabolism key enzyme gene expression

ZHANG Chen， ZHOU Tao*， ZHENG Wei， LI Jun， XIAO Cheng-hong，

GONG An-hui， JIANG Wei-ke

（Guiyang University of Chinese Medicine， Guiyang? 550002， China）

Abstract：【Objective】Effects of exogenous gibberellin（GA3） on cytokinin（CTK） content variation in Pseudostella-ria heterophylla? root and metabolism key enzyme gene expression were investigated to provide theoretical basis for studying the root enlargement mechanism of P. heterophylla. 【Method】The potted seedlings of P. heterophylla were divided into four groups. Three of the treatment groups were irrigated with 200 mL each of 150 mg/L GA3（GA3 treatment group）， 20 mg/L paclobutrazol（PBZ）（PBZ treatment group） and 150 mg/L GA3+20 mg/L PBZ（GA3+PBZ treatment group）. The control group was irrigated with equal amount of clear water. Root tuber samples were collected at different root development stages. The contents of endogenous zeatin riboside（ZR） in the roots of P. heterophylla during different treatment times were determined by enzyme linked immunosorbent assay（ELASA），the expression changes of? CTK metabolism key enzyme gene were determined by real-time fluorescence quantitative PCR（qRT-PCR）. 【Result】The results showed that the contents of ZR in root tuber of P. heterophylla treated with three treatments was higher than that of control group during the whole root tuber development period，and they all showed the same trend. The change of ZR content showed a rising-falling-rising trend from the early stage of enlargement to the mature stage，which indicated that both exogenous GA3 and PBZ could promote the increase of ZR content. The expression of A-IPT1 gene was up-regulated at the beginning of the enlargement by GA3 compared with control group. With the enlargement of roots，the expression rose first and then decreased，and then it was lower than that of the control group at mature period. The expression level of tRNA-DMATase gene was down-regulated at the beginning of enlargement compared with control and then continuously increased and was higher than the control group，which showed a trend of increasing first and then decreasing. The expression level of A-IPT2 gene was higher than control during the whole enlargement period of roots，while the expression levels of CYP735A，CKX1 and CKX2 were down-regulated compared with control group during the whole enlargement period of roots. In PBZ treatment group， the expression variation of A-IPT1，tRNA-DMATase and CKX2 genes were the opposite of those in GA3 treatment group. In GA3+PBZ treatment group， the expression of all genes were greatly higher than other groups， and the variation was consistent with that of the control group. Exogenous GA3 could up-regulate the expression levels of A-IPT1 and tRNA-DMATase genes，and down-regulate the expression levels of CYP735A，CKX1 and CKX2 genes. Combining the detection of ZR content， it was inferred that CTK synthesized trans-zeatin（tZ） at the early stage of root enlargement， and synthesized cis-zeatin（cZ） at the mature stage. 【Conclusion】The regulation effect of GA3 on CTK synthesis and decomposition is a dynamic process. GA3 can inhibit the enlargement of P. heterophylla root，which may be related to the metabolism of CTK at different developmental stages.

Key words： Pseudostellaria heterophylla;gibberellin（GA3）;cytokinin（CTK）; zeatin riboside（ZR）; metabolism key enzyme gene; clone; expression analysis

0 引言

【研究意義】太子參塊根作為藥材具有益氣健脾、生津潤(rùn)肺功效，且富含多糖和氨基酸，亦可作為保健食物。目前，太子參主要以栽培為主，其產(chǎn)量和質(zhì)量與塊根的生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)（康傳志等，2014）。參與塊根形成的內(nèi)源激素主要有赤霉素（GA3）、脫落酸（ABA）和細(xì)胞分裂素（CTK）等，其中GA3是塊根形成和膨大的關(guān)鍵因子之一，可直接調(diào)控塊根組織細(xì)胞分化，也可通過影響CTK等激素的生物代謝來調(diào)控塊根的形成和膨大。因此，研究GA3對(duì)CTK代謝的影響對(duì)闡明內(nèi)源激素調(diào)控塊根膨大機(jī)制具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】前人研究表明，SPINDLY（SPY）既是GA3信號(hào)傳導(dǎo)中的一個(gè)負(fù)向調(diào)控因子，又是CTK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的正向調(diào)控劑（Greenboim-Wainberg et al.，2005）。GA3對(duì)CTK的合成具有抑制作用，如在水稻根分生組織形成過程中GA3含量降低，CTK含量升高（Sakamoto et al.，2006）;在地黃塊根膨大過程中，當(dāng)GA3合成關(guān)鍵酶基因表達(dá)量下調(diào)時(shí)，CTK合成和響應(yīng)相關(guān)基因表達(dá)量會(huì)顯著上調(diào)（王鵬飛等，2014）。但外施GA3能顯著提高胡蘿卜苗期和膨大期肉質(zhì)根內(nèi)源玉米素核苷（ZR）的含量，并抑制肉質(zhì)根發(fā)育（楊永崗等，2014）。由此可見，在植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中GA3可能對(duì)CTK具有正、負(fù)調(diào)控作用，且GA3和CTK的代謝途徑間存在交叉現(xiàn)象。異戊稀基轉(zhuǎn)移酶（IPT）是CTK生物代謝途徑中的第一個(gè)關(guān)鍵限速酶，根據(jù)其氨基酸序列特征可分為兩類：一種是催化生成反式玉米素（tZ）的腺苷—異戊烯基轉(zhuǎn)移酶（A-IPT），其具有組織表達(dá)特異性，高度同源基因的組織表達(dá)模式不同（任雪芹等，2013）;另一種是催化生成順式玉米素（cZ）的tRNA二甲基烯丙基轉(zhuǎn)移酶（tRNA-DMATase），其催化生成的cZ在調(diào)控植物發(fā)育及防御病原體等方面發(fā)揮新型應(yīng)激反應(yīng)標(biāo)記的潛在作用（Miyawaki et al.，2006;Sch?fer et al.，2015）。研究發(fā)現(xiàn)，擬南芥細(xì)胞分裂素羥化酶（CYP735A）可通過異烯酰腺苷核苷5'-單磷酸（iPRMP）依賴途徑催化合成tZ，CYP735A屬于細(xì)胞色素P450酶家族（Takei et al.，2004）。此外，細(xì)胞分裂素氧化/脫氫酶（CKX）是一種能不可逆降解CTK的黃素酶，對(duì)維持植物中CTK的平衡發(fā)揮關(guān)鍵作用，如調(diào)控油菜BnCKX基因表達(dá)是提高油菜產(chǎn)量和抗逆性的有效途徑（Liu et al.，2018）?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】在太子參塊根發(fā)育分子機(jī)理的前期研究中，本課題組已成功克隆獲得太子參的赤霉素2-氧化酶基因（GA2ox）（丁鈴等，2017）和CKX基因（PhCKX）（張晨等，2017），但外施GA3對(duì)太子參塊根發(fā)育中內(nèi)源CTK代謝的調(diào)控機(jī)制尚不清楚，且鮮見相關(guān)研究報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問題】分別外施GA3及其合成抑制劑多效唑（PBZ）處理太子參種苗，采用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）測(cè)定不同處理下太子參塊根中的ZR含量，運(yùn)用實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qRT-PCR）分析經(jīng)GA3處理后太子參塊根中CTK代謝相關(guān)基因A-IPT、CYP735A、tRNA-DMATase和CKX的表達(dá)情況，以期探究GA3對(duì)太子參塊根中CTK代謝的調(diào)控作用，為太子參塊根膨大機(jī)理的研究提供理論參考。

1 材料與方法

1. 1 供試材料

供試的太子參品種為貴州施秉本地種，其幼苗移栽于貴州施秉太子參種質(zhì)資源圃。GA3和PBZ購(gòu)于北京索萊寶科技有限公司;ELISA檢測(cè)試劑盒由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)王保民博士提供;RNAiso Plus試劑盒、DNase I試劑盒、M-MLV反轉(zhuǎn)錄酶、SYBR? Premix Ex TaqTMⅡ（TIi RNaseH Plus）等購(gòu)自寶生物工程（大連）有限公司。主要儀器設(shè)備：旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（上海申勝生物技術(shù)有限公司）、Synergy 2熒光吸收光酶標(biāo)儀（Biotek）、5810R臺(tái)式冷凍離心機(jī)（Eppendorf，德國(guó)艾本德公司）和Applied Biosystems 7500 Real Time PCR System（ABI，美國(guó)）。

1. 2 樣品處理及采集

2016年4月移栽生長(zhǎng)良好的太子參幼苗于花盆（30 cm×30 cm）中，每盆6～7株，盆內(nèi)土壤為混合土（普通土∶營(yíng)養(yǎng)土∶珍珠巖∶蛭石=3∶3∶1∶1），自然條件下生長(zhǎng)。待移栽幼苗長(zhǎng)出幼葉時(shí)，隨機(jī)選取20盆作為試驗(yàn)材料，分成3個(gè)處理組和1個(gè)對(duì)照組，其中3個(gè)處理組分別于傍晚時(shí)分根灌150 mg/L GA3（GA3處理組）、20 mg/L PBZ（PBZ處理組）和150 mg/L GA3+20 mg/L PBZ（GA3+ PBZ處理組）激素溶液各200 mL，對(duì)照組根灌等量清水。每隔10 d根灌1次，共澆灌5次。分別于膨大初期（第1次澆灌后20 d）、膨大中期（第1次根灌后40 d）、膨大后期（第1次根灌后50 d）、成熟期（第1次根灌后60 d）時(shí)采集太子參塊根樣品。液氮速凍后，置于-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1. 3 ZR提取及含量測(cè)定

分別取膨大初期、膨大中期、膨大后期和成熟期的太子參塊根各0.5 g，分別加入內(nèi)源激素提取液2 mL，在冰浴下研磨成勻漿后轉(zhuǎn)入10 mL離心管，用2 mL內(nèi)源激素提取液分多次將研缽沖洗干凈，一并轉(zhuǎn)入試管中，搖勻后置于4 ℃冰箱中靜置4 h，10000 r/min離心10 min后收集上清液，在沉淀中加入內(nèi)源激素提取液1 mL提取，再次離心，合并上清液，再采用C18型固相萃取柱進(jìn)行萃取，收集樣品，轉(zhuǎn)入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮干燥，用樣品稀釋液溶解定容至2 mL。按照ELISA試劑盒說明進(jìn)行ZR含量測(cè)定。

1. 4 總RNA提取及cDNA第一鏈合成

根據(jù)RNAiso Plus試劑盒說明提取太子參塊根總RNA，并采用DNase I試劑盒進(jìn)行純化。以高純度的RNA為模板、Oligo11T（50 μmol/L）為引物，利用M-MLV反轉(zhuǎn)錄酶合成cDNA第一鏈。

1. 5 基因篩選及其引物設(shè)計(jì)

從NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中下載擬南芥、水稻等模式植物的CTK代謝關(guān)鍵酶基因序列，以其為查詢序列（Query sequence）從太子參轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行同源搜索，經(jīng)序列比對(duì)后共獲得6個(gè)疑似為太子參CTK代謝關(guān)鍵酶基因序列，包括2個(gè)A-IPT基因家族成員（A-IPT1和A-IPT2）、2個(gè)CKX基因家族成員（CKX1和CKX2）、1個(gè)CYP735A基因及1個(gè)tRNA-DMATase基因，如表1所示。利用Primer Premier 5.0設(shè)計(jì)其特異性引物（表2）。運(yùn)用GenScript Real-time PCR（TaqMan） Primer Design在線工具設(shè)計(jì)其qRT-PCR引物（表2），并委托南京金斯瑞生物科技有限公司合成。

1. 6 轉(zhuǎn)錄組差異表達(dá)分析

根據(jù)本課題組前期測(cè)定的太子參轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)（Li et al.，2017）分析太子參塊根（韌皮部和木質(zhì)部）、花、莖和葉中CTK生物代謝關(guān)鍵酶基因A-IPT1、A-IPT2、CYP735A、tRNA-DMATase、CKX1和CKX2的表達(dá)水平。

1. 7 PCR擴(kuò)增

以反轉(zhuǎn)錄合成的cDNA為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增A-IPT1、A-IPT2、CKX1、CKX2、CYP735A和tRNA-DMATase基因序列。PCR反應(yīng)體系25.0 μL：Premix Taq（Ex Taq Version 2.0 Plus dye） 12.0 μL，10 μmol/L上、下游引物（表2）各1.0 μL，cDNA模板1.0 μL，滅菌ddH2O補(bǔ)足至25.0 μL。擴(kuò)增程序：95 ℃預(yù)變性30 s;98 ℃ 10 s，各退火溫度（表2）退火30 s，72 ℃ 2 min，進(jìn)行35個(gè)循環(huán)。PCR產(chǎn)物以1%瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行檢測(cè)。

1. 8 qRT-PCR檢測(cè)

采用qRT-PCR檢測(cè)不同激素處理組A-IPT1、A-IPT1CKX1、CKX2、CYP735A和tRNA-DMATase基因的相對(duì)表達(dá)量。反應(yīng)體系20.0 μL：SYBR premix Ex Taq Ⅱ 10.0 μL，10 μmol/L上、下游引物（表2）各0.8 μL，ROX Reference Dre Ⅱ 0.4 μL，cDNA模板2.0 μL，RNAase-free ddH2O補(bǔ)足至20.0 μL。以PhACTIN作為內(nèi)參基因，各3次重復(fù)。擴(kuò)增程序：95 ℃預(yù)變性30 s;95 ℃ 5 s，60 ℃ 34 s，進(jìn)行40個(gè)循環(huán)。熔解曲線：95 ℃ 15 s，60 ℃ 1 min，95 ℃ 15 s。相對(duì)表達(dá)量采用2-△△Ct法進(jìn)行計(jì)算。

1. 9 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并作圖。

2 結(jié)果與分析

2. 1 CTK代謝關(guān)鍵酶基因克隆結(jié)果

如圖1所示，PCR產(chǎn)物長(zhǎng)度分別為1443、500、1805、1554、1972和1945 bp，與預(yù)期結(jié)果相符。

2. 2 CTK生物合成關(guān)鍵酶基因的轉(zhuǎn)錄組差異表達(dá)分析結(jié)果

對(duì)太子參轉(zhuǎn)錄組的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2所示。A-IPT1基因均以在莖中的表達(dá)量最高，推測(cè)其可能對(duì)太子參莖的發(fā)育發(fā)揮調(diào)控作用。雖然CYP735A基因和CKX1基因在不同組織中表達(dá)量存在差異，但均在塊根（韌皮部和木質(zhì)部）中表達(dá)量最高，表明CYP735A和CKX1基因與太子參塊根的生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān)。tRNA-DMATase基因在5個(gè)組織中均有較高的表達(dá)，無明顯差異，以在葉和莖中的表達(dá)量較高，花次之，塊根（韌皮部和木質(zhì)部）中表達(dá)最低，說明tRNA-DMATase基因?qū)μ訁⑷~和莖的發(fā)育發(fā)揮調(diào)控作用。CKX2基因在5個(gè)組織中均有表達(dá)，尤其在花中的表達(dá)量明顯高于其他組織，說明CKX2基因?qū)òl(fā)育具有調(diào)控作用。由此推測(cè)，CTK生物代謝關(guān)鍵酶基因A-IPT1、CYP735A、tRNA-DMATase、CKX1和CKX2的表達(dá)水平與太子參器官組織的生長(zhǎng)過程有關(guān)。

2. 3 GA3和PBZ處理對(duì)太子參塊根中內(nèi)源ZR含量的影響

由圖3可知，對(duì)照組的ZR含量在塊根膨大初期最低，隨著塊根的發(fā)育，其含量不斷升高。在整個(gè)塊根發(fā)育期，3個(gè)處理組的太子參塊根中ZR含量整體高于對(duì)照組（除GA3+PBZ處理彭大后期外），且均呈相同的變化趨勢(shì)，即在膨大中期快速升高，隨著塊根的發(fā)育逐漸降低，在成熟期又逐漸升高，說明外源GA3和PBZ均能促進(jìn)ZR含量的增加。雖然GA3+PBZ處理組塊根中ZR含量的變化趨勢(shì)與GA3處理組和PBZ處理組相似，但在膨大后期ZR含量明顯低于對(duì)照組，表明GA3和PBZ混合處理可引起激素的生理作用發(fā)生改變。綜上所述，外源GA3能促進(jìn)ZR含量的增加，且呈升高—降低—升高的變化趨勢(shì)。

2. 4 CTK代謝關(guān)鍵酶基因表達(dá)分析結(jié)果

采用qRT-PCR檢測(cè)膨大初期、膨大中期和成熟期太子參塊根中CTK代謝關(guān)鍵酶基因表達(dá)情況，結(jié)果如圖4所示。在對(duì)照組中，A-IPT1基因的表達(dá)量呈緩慢升高的趨勢(shì)，而tRNA-DMATase基因的表達(dá)量呈逐漸降低的趨勢(shì)，A-IPT2、CYP735A、CKX1和CKX2基因的表達(dá)量均表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢(shì)。在GA3處理組中，A-IPT1基因在膨大初期表達(dá)量較對(duì)照組高，隨著塊根的發(fā)育呈先升高后降低的變化趨勢(shì)，直至成熟期低于對(duì)照組;A-IPT2基因在整個(gè)塊根發(fā)育期表達(dá)量略高于對(duì)照組;CYP735A、CKX1和CKX2基因表達(dá)量在太子參塊根整個(gè)膨大期均低于對(duì)照組，表明GA3在CTK代謝中促進(jìn)A-IPT1和A-IPT2基因表達(dá)，抑制CYP735A、CKX1和CKX2基因表達(dá);tRNA-DMATase基因的表達(dá)量在膨大初期低于對(duì)照組，隨后不斷上升高于對(duì)照組，呈先升高后降低的變化趨勢(shì)，但總體表達(dá)量上調(diào)。PBZ處理組中，A-IPT1和tRNA-DMATase基因的表達(dá)量變化趨勢(shì)與GA3處理組相反;A-IPT2、CYP735A、CKX1和CKX2基因在整個(gè)根塊發(fā)育期具有相似的表達(dá)模式，均呈先升高后降低的變化趨勢(shì)。CKX2基因表達(dá)量在PBZ處理后上調(diào)。GA3+PBZ處理組中A-IPT2、CYP735A、CKX1和CKX2基因的表達(dá)量均明顯高于其他組，且與對(duì)照組的變化趨勢(shì)相似?？梢?，A-IPT1、A-IPT2、CYP735A、tRNA-DMATase、CKX1和CKX2基因的表達(dá)均受GA3的調(diào)控，各基因表達(dá)變化可能導(dǎo)致內(nèi)源ZR含量的變化，從而影響太子參塊根的發(fā)育。

3 討論

CTK是由多種組分組成的一類植物激素，植物體內(nèi)天然的游離態(tài)CTK有ZR、玉米素（ZT）、二氫玉米素（DHZ）、二氫玉米素核苷（DHZR）、異戊烯基腺嘌呤（IP）等，其中高等植物中CTK的運(yùn)輸形式主要是ZT或ZR（王慶美等，2005;段娜等，2015）。本研究結(jié)果表明，在整個(gè)根塊發(fā)育期，外施GA3后太子參塊根中ZR含量呈升高—降低—升高的變化趨勢(shì)，其中膨大中期ZR含量明顯升高，說明使用150 mg/L GA3可促進(jìn)內(nèi)源ZR的合成。該結(jié)論同樣在其他作物中有類似的報(bào)道，即外源GA3可促進(jìn)霧培馬鈴薯（Qin and Wang，2006）、烤煙葉片（周繼華等，2009）和高原夏季胡蘿卜（楊永崗等，2014）等作物ZR含量的升高。由此推測(cè)，太子參塊根膨大中期CTK是不定根轉(zhuǎn)化形成塊根的主要植物激素;膨大后期ZR含量下降可能是多種植物激素相互作用的結(jié)果。外施GA3后太子參塊根成熟期ZR含量明顯上升，且有效化學(xué)成分含量大幅度提高（張晨等，2018）;噴灑CTK可顯著提高菊苣和紫花苜蓿的粗蛋白和粗纖維含量（劉大林等，2005;葛建東等，2009）?？梢?，CTK在太子參生長(zhǎng)發(fā)育后期對(duì)其塊根品質(zhì)發(fā)揮重要的作用。

植物體內(nèi)CTK的合成途徑主要是從頭合成途徑，A-IPT和CYP735A是催化生成tZ的兩類關(guān)鍵酶，而tRNA-DMATase主要催化生成cZ，CKX則是降解細(xì)胞內(nèi)CTK的關(guān)鍵酶（Wang et al.，2014;Sch?fer et al.，2015）。本研究中，GA3對(duì)A-IPT1、A-IPT2和tRNA-DMATase基因表達(dá)水平產(chǎn)生明顯影響，可導(dǎo)致GA3在膨大初期促進(jìn)太子參塊根中tZ的合成，但抑制cZ的合成，隨著塊根的膨大，tZ的合成逐漸降低，而在成熟期GA3抑制tZ的合成。結(jié)合本研究?jī)?nèi)源激素含量測(cè)定結(jié)果可推測(cè)太子參塊根膨大初期合成的玉米素是tZ，而成熟期合成的是cZ;GA3抑制CKX1和CKX2基因表達(dá)可引起太子參塊根中CTK的積累，進(jìn)一步證實(shí)了李軍等（2017）的研究結(jié)論，即GA3對(duì)太子參塊根形成的負(fù)調(diào)控作用是通過促進(jìn)CTK積累來實(shí)現(xiàn)。綜上所述，GA3在太子參塊根發(fā)育的不同時(shí)期對(duì)CTK含量影響不同，表明GA3調(diào)控CTK的合成和分解是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，影響太子參塊根產(chǎn)量。

在今后的研究中，可通過測(cè)定太子參塊根中乙烯、生長(zhǎng)素等激素含量及其代謝相關(guān)基因的表達(dá)量，分析外源GA3對(duì)各內(nèi)源激素代謝的影響，進(jìn)一步揭示GA3抑制太子參塊根膨大的分子機(jī)制。

4 結(jié)論

GA3調(diào)控CTK的合成和分解是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，GA3抑制太子參塊根膨大，可能與不同發(fā)育時(shí)期CTK的代謝有關(guān)。

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