油菜素内酯合成阻断剂对油菜和棉花幼苗的生长发育调控作用文献综述

 2023-01-09 06:01

课题背景:

油菜和棉花是我国主要的经济作物,通过矮化剂处理,降低植株高度,不仅使作物耐肥抗倒,而且改变了株型,可提高收获指数。目前开发出的矮化剂多为植物内源性激素阻断剂。

长期以来,类固醇在多细胞动物中被视为十分重要的激素。现将不同植物中促进植物茎的延伸以及细胞的分裂且具有相似活性及结构的固醇类物质都被归为油菜素内酯类似物(brassinosteroids,BRs) 。现如今,油菜素内酯类似物已经被公认为是第六大植物激素,在细胞伸长与分裂、维管束分化、叶片形态发生、植物育性、衰老及抗性中发挥重要的调节作用。

研究表明许多植物矮化突变与植物赤霉素(GA)和油菜素类固醇(BR)有关,少数植物矮化突变与生长素(IAA)有关。有一些植物矮化突变是某些同源异型盒成员基因的不正常表达所致。研究者们正在用分子生物学方法探讨GA与BR缺陷型突变株和不敏感突变株以更全面解决GA与BR的生物调节机制与得到矮化型高生产株。

日本学者就油菜素内酯生物合成抑制剂研究表示,BR是一种新类的植物激素在植物的生长和发育过程中起到重要的作用。通过基因的方法一直努力来控制植物组织的BR生物合成提供的证据表明,BR生物合成的突变可能是提高生物质生产的手段。因此,开发新颖的方法来操纵BR在植物组织水平吸引了极大的研究兴趣。

另一种方法控制BR在植物组织中的水平的方法是使用特定的BR生物合成酶的阻断剂来作用特定的酶反应。BR生物合成抑制剂作为植物生长调节剂非常可行。Asami和吉田发现的芸苔素唑第一个合成br生物合成抑制剂(BRz系列)。后续研究BRz的行为方式提供了BR重要信息的功能。最近进展的分子功能分析BR生物合成酶表明,在BR羟基化的过程中P450酶类扮演关键角色。因此,P450抑制剂的设计方法可以应用于BR合成抑制剂的识别。细胞色素P450抑制机制已经有了相当详细地研究。三唑衍生物作为P450的抑制剂已经展示了广泛的实用证明,如内在亲和力的氮杂环分子的电子对假肢血红素铁的作用。他们的研究方向是开发新型植物激素生物合成抑制剂和这些化合物的使用方法以探索植物激素在植物生长发育的功能。在前面的工作中,已经表明物质A(YCZ-14)是一个强有力的BR生物合成抑制剂。本实验主要探讨KC-I,youcaizol两种阻断剂探讨其矮化作用。以propiconzole,brassinazole作正对照。

赤霉素(GA)与植物矮化突变体的产生有密切关系。目前已开发出多效挫在农作物矮化上运用。运用其在该实验中作阳性对照实验。

植物矮化突变体总体上是等于茎不能伸长引起的。高等植物茎形态建成的机制还没有完全被人们认识,油菜素内酯合成断剂KC-I和youcaizol作为矮化剂新药,已经表明黄化苗期对多种作物有作用,但对苗期鲜有报导,然苗期生长情况直接关系植株后期生长,所以本实验室在宏观上对植物内源性激素(BR)合成阻断剂对植株幼苗生长发育调控作用。通过株高反应矮化作用,生物量(干重和鲜重)反应产量与抗倒伏作用,叶绿素含量反应光合作用强度。探究KC-I,youcaizol药效与其在棉花和油菜生产上应用。

实验流程:

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