低硼胁迫对枳根系构型的影响机制研究

根型的好坏与植物吸收土壤养分的能力直接相关，但根型易因氮磷等养分的丰缺而发生相应的变化。前期研究表明，缺硼导致根型发生了极大改变，其特点是侧根发育严重受阻，这与缺磷等对根型的影响有较大差异。本项目以侧根发育过程中组织细胞学结构变化和控制侧根发育的关键基因PtLRP1为切入点，在形态学层面研究缺硼条件下侧根原基发生、伸长、根尖细胞分生、伸长及细胞亚结构的变化，以明确缺硼对枳侧根发育和组织细胞结构的影响；在分子生物学层面上，以前期在枳中克隆的控制侧根发育的关键基因PtLRP1为主，采用Northern杂交、原位杂交和转基因等手段，研究缺硼对该基因表达的影响及其与枳根型发育的关系；并以PtLRP1基因为诱饵，用酵母双杂交技术检测与其互作调控枳根型的基因，以解明缺硼抑制侧根发育的分子机理。为研究硼等矿质营养与根型的关系提供理论基础，也为生产上采取措施调控根型、提高养分利用效率提供理论和实践依据。

硼是高等植物必需的微量元素，在植物生长发育中具有重要功能。我国柑橘产区缺硼普遍，对根系发育及柑橘产量产生极大影响，柑橘对硼等矿质元素的吸收依靠砧木根系，研究缺硼对枳壳根系构型的调控对于解决柑橘生产中的缺硼问题具有重要意义。本研究以根系发育相关LRP1基因为主要切入点，试图从组织形态解剖、生理及分子水平解明缺硼抑制枳壳侧根发育的分子机理。主要结果如下：（1）研究明确了缺硼对根系发育及根系细胞结构的影响，特别是明确了缺硼对根系伸长的抑制主要是由于缺硼条件下根尖生长点细胞坏死导致的；明确了缺硼条件下，枳壳根系细胞壁增厚，根系导管结构发生变化，导致对养分和水分的疏导能力下降；（2）研究明确了LRP1基因主要在枳壳皮层细胞表达，印证了该基因在侧根原基发生部位特异表达的假设；（3）分别获得烟草、拟南芥和枳壳转LRP1阳性株，并分别进行了鉴定和根系表型对比研究，结果表明LRP1阳性株根系发育与野生型之间没有显著差异；（4）通过酵母双杂交技术，获得9个与LRP1 互作的蛋白，并预测分析了几个基因的功能。