《文冠果性別分化的內源激素與microRNA調控機制》是依託北京林業大學，由敖妍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：文冠果性別分化的內源激素與microRNA調控機制
- 依託單位：北京林業大學
- 項目負責人：敖妍
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
兩性花少、雄花多是導致文冠果（Xanthoceras sorbifolia）種子低產的主要因素。兩性花和雄花是分化後期性器官敗育導致性別分化。內源激素和microRNA對性別分化具有重要調控作用，二者構成互作網路影響性器官形態建成。本項目在已開展花芽分化觀測、不同類型花芽microRNA研究的基礎上，關注兩性花和雄花雌雄蕊發育過程，建立環境條件、花芽外部形態與內部組織結構的關聯；通過激素定位與定量分析，研究花芽分化期各內源激素在細胞、組織、器官水平的分布和變化規律，確定影響性別分化的關鍵激素及激素平衡關係；明確雌雄蕊發育關鍵時間點microRNA表達差異和靶基因功能，分析與激素合成和信號轉導、雌雄蕊發育有關的microRNA及靶基因的時空表達模式、與內源激素的關係，闡明microRNA與激素對性別分化的影響。研究結果將為利用生理、分子等技術提高兩性花比例，進而提高產量提供理論依據。
結題摘要
文冠果為雌雄同株異花樹種，雄能花數量遠多於雌能花導致其種實產量低，通過科學的方法調控其雌雄比例成為了解決這一問題的有效手段。本項目確立了文冠果花芽分化過程中花芽內部結構與外部形態之間穩定的對應關係，明確了雌、雄蕊敗育的發生過程。雌能花中的雌蕊發育正常，雄能花中的雌蕊停止生長並有萎縮趨勢，柱頭上沒有形成乳突狀細胞。雄能花中的雄蕊正常，雌能花中的花粉開始呈現液泡化衰敗；通過監測氣象數據，建立了氣象因子與文冠果花芽分化之間的關係。當≥K（生物學零度）有效積溫達到1402.4℃時，花原基出現，花芽開始分化。當≥K有效積溫達到2808.4℃時，雄蕊原基出現。次年3月初，≥K有效積溫達到20.2℃時，雌蕊原基開始分化。當≥K有效積溫達到230.6℃時，雄能花的雌蕊開始發生敗育。當≥K有效積溫達到264℃時，雌能花的花粉出現液泡化衰敗。當≥K有效積溫達到311.8℃時，雄能花的雌蕊徹底敗育。當≥K有效積溫達到353.1℃時，雌能花的雄蕊敗育完全。利用高效液相色譜法（HPLC）明確了內源激素對文冠果花芽分化的影響。高水平的ZT、IAA和ABA利於雌能花的發育。高水平的GA具有促雄效應。高水平的ABA/IAA、ABA/GA、ZT/GA有利於花芽分化。高水平的ABA/IAA、ZT/IAA對雄蕊發育有利。通過噴施植物生長調節劑，探究了6-BA和GA3對文冠果開花結實的作用。噴施160mg/L 6-BA可增加頂花序雌能花的比例，提高果實和種子品質。噴施150mg/L GA3可提高坐果率。噴施6-BA和GA3均可提高頂花序中蛋白質含量。根據文冠果性別分化的關鍵時期，利用第二代高通量測序技術構建了2個轉錄組及4個microRNA文庫，挖掘出6個MADS-box相關基因及直接影響文冠果的雌雄蕊發育、激素合成和信號轉導的28個miRNA；明確了適用於文冠果性別分化的最優內參基因組合（UBQ和eIF-4α）。本項目闡述了文冠果花芽分化過程中內源激素及miRNA對其性別分化的影響及相互聯繫，為後續探究關鍵基因對文冠果雌蕊發育的作用機制奠定了基礎。
