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独脚金内酯(Strigolactones,SLs)是一类新发现的植物激素,对植物侧芽生长、分枝角度、株高、根的发育和根毛的形成、叶片形态、茎粗等株型指标具有重要的调控作用。打顶及抑制侧芽生长是烟草生产过程中一项重要工作,为研究SLs信号途径是否调控烟草的生长发育及侧枝发育,本文对独脚金内酯信号传导关键基因D14和独脚金内酯合成关键基因D27进行克隆及遗传转化研究,得到以下研究结果:(1)利用同源克隆的方法克隆出烟草目的基因D14和乃27,分别构建植物过表达载体pCAMBIA1302-NtD14和pCAMBIA1302-NtD27,通过农杆菌介导的叶盘转化法将其转化烟草,经检测筛选出5个转化株系。(2)转基因烟草形态指标检测结果表明:过表达NtD14株系,株高低于野生型,分枝数减少;过表达NtD27株系,L3株系没有分枝,叶片变短变小,叶片长宽比低于野生型。另外,转基因烟草相对于野生型烟草生长缓慢,株型不紧凑,叶柄伸长,说明过表达NtD14和NtD27影响烟草株型。(3)过表达NtD14和NtD27基因影响烟草花的发育。通过观察发现部分转基因烟草的花苞、花瓣小于同一时期的野生型烟草,大多数转基因烟草的花色比野生型烟草浅;通过纵剖和观察雌蕊雄蕊形态,发现两种转基因烟草各有一个株系花的形态正常,其余株系雄蕊数目均减少甚至不发育,花柱相对于野生型变短变粗,柱头畸形;通过石蜡切片分析发现,相对于野生型,同一时期转基因烟草花药中的绒毡层提前衰退;通过NBT染色法和H2DCF-DA荧光染色法检测发现,烟草花药中活性氧含量变化趋势为先升高后降低,转基因烟草花药的活性氧含量明显高于同时期的野生型烟草;花粉体外萌发实验证明,两种过表达株系烟草的花粉基本不萌发,说明转基因烟草的花粉粒活性降低;利用I2-KI对花粉进行染色,转基因烟草花粉均未被染上颜色,说明其花粉粒少有或没有淀粉的积累。(4)过表达NtD14和NtD27基因影响烟草氧化还原反应和内源激素。检测发现转基因株系的丙二醛(MDA)含量和过氧化氢酶(CAT)活性均显著高于野生型;转基因株系的过氧化物酶(POD)活性显著低于野生型;超氧化物歧化酶(SOD)的含量无显著性差异。高效液相色谱(HPLC)分析发现,相对于野生型,转基因株系叶片中的独脚金内酯含量上升:转基因株系茎中的独脚金内酯、吲哚乙酸、脱落酸和玉米素含量上升;过表达NtD14株系叶片中的吲哚乙酸含量下降;过表达NtD27株系叶片中的脱落酸和玉米素含量下降。(5)对野生型烟草和转基因株系进行打顶处理,野生型和过表达NtD14株系的NtD14相对表达量都在第6小时出现最高峰;野生型和过表达NtD27株系的NtD27相对表达量,分别在第6小时和第9小时出现最高峰。处理后,野生型烟草的独脚金内酯含量在第3小时出现最高峰,过表达NtD27株系的独脚金内酯含量在第2小时出现最高峰;野生型烟草玉米素含量在打顶后下降,而过表达NtD27株系的玉米素含量在打顶后持续波动上升,在第48小时出现最高峰。野生型和转基因烟草处理后,吲哚乙酸、脱落酸含量分别在第48小时、第2小时出现最高峰。打顶两周后,野生型烟草长出4个侧枝;过表达NtD14的烟草仅在顶端长出1个侧枝;过表达NtD27的烟草未见侧枝生长。综上所述,过表达NtD14和NtD27基因,在形态水平上影响烟草的株型、株高、分枝和叶型;在发育水平上影响烟草花的形态和育性;在生理生化水平上影响烟草体内的氧化还原反应和植物激素的表达;在打顶处理后,可以抑制烟草侧枝的生长。