荷花( Nelumbo nucifera)，多年生水生草本植物，属于莲科莲属唯一一种植物，是我国十大传统名花之一，具有很高的经济和观赏价值。然而，荷花非常喜光，在弱光环境中无法正常开花，这极大的影响了荷花走进千家万户。因此，筛选、培育耐阴种质资源及开展耐阴机制的研究有重要意义。目前对于植物耐阴性的机理研究尚不明确。前期观测发现荷花在弱光情况下会出现花量减少，但具体原因仍不清楚。本实验通过对败育花芽和正常花芽进行形态学观测，DNA ladder检测法以及Tunnel检测法对比分析，初步得出弱光下产生的荷花败育花芽是由细胞程序性死亡造成的，从而判断出荷花在逆境下有自我调控机制，为荷花耐阴性基因的研究提供基础。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法3
1.1试验材料 3
1.2方法 3
1.2.1花芽取样方法3
1.2.2 DNA提取方法3
1.2.3 琼脂糖凝胶电泳4
1.2.4番红固绿染色法4
1.2.5 TUNEL检测法4
2 结果与分析4
2.1形态学观测法4
2.1.1显微观测4
2.1.2切片观察 5
2.2 DNA ladder检测法 6
2.3 TUNEL检测法7
3 讨论 7
致谢8
参考文献9
弱光下荷花花芽败育的成因分析
引言
引言 荷花(Nelumbo nucifera)是荷花科多年生水生草本植物。作为中国十大传统花卉之一，它在观赏和经济方面都具有巨大的价值。随着园林事业的迅速发展，荷花的工业生产及其在园林中的应用越来越普遍［1］。然而，荷花喜光，需要在全光照的环境下生长，而且不能在弱光环境下生长发育，这极大的影响了荷花的推广。因此，筛选、培育荷花的耐阴种质资源及开展耐阴机制研究有重要意义。
在荷花的生长季节，通常藕鞭的每个节间处都会长出一片立叶（图1）。花都是伴随着立叶而生长，它从立叶的基部伸长出水面。在荷花的生长季节(410月 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
)，荷花在生长立叶的每个节间处都会形成花芽。但是荷花开花的数量通常比立叶的数目少的多。从种入泥土中开始，荷花的藕鞭就不断生长形成新的节间直至休眠期。在每个生长季节，每株荷花通常会在主藕鞭上产生2425个节间［2］。每个节间处，包括休眠的顶端芽，都含有一个花芽。在生长末期，根状茎的顶端膨大成莲藕，莲藕作为营养储藏的器官。研究结果表明，日照长度和光敏色素是调控荷花地下茎膨大的两个主要因素［3］。最近，Ishizuna和Tsutsumi对荷花的花芽进行了细致的观察，结果表明，日照长度对荷花花芽的形成影响比较小。虽然在生长季节中每个节间会形成一个花芽，但是大多数花芽都会在不同的发育阶段败育。在这些败育的花芽中，有些花萼尚未完全的发育，而另一些则似乎已经完全发育。该研究观察了232个花芽，其中只有16个花芽（7%）最终发育成完全状态，对于荷花为何会产生如此多败育花芽的原因仍不清楚。因此，弱光下花芽的败育可能是荷花开花数量远少于立叶数目的主要原因。如果能解决弱光下花芽败育的问题，不仅能增加单株荷花的开花数目，提高其在弱光下的开花能力，也为荷花及其他植物耐阴性问题的解决提供很好的思路。


图1 荷花结构图
A荷花结构示意图；B生长季荷花完整结构照片
植物在不良环境下会有相应的调控机制，其中细胞程序性死亡就是其中一种，这是一种具有主动性的植物调控机制［4］，许多植物例如小麦和玉米在逆境环境下细胞死亡的研究中都检测出了细胞程序性死亡的特征［5,6］，因此，荷花的花芽虽发育完全但最终死亡的原因很有可能就是细胞程序性死亡。
细胞的死亡主要分为两类：细胞程序性死亡和细胞坏死。植物体在特定发育进程中或面临环境胁迫条件时，某些细胞内，三种类型的PCD会响应内部和外部的环境信号发生，它们是：自噬、细胞凋亡和非溶酶体的PCD［7］。其中前两者在植物中比较常见，第三种较为少见。
自噬PCD在植物衰老等发育进程和各类细胞分化过程中起重要作用，同时它可以由干旱、营养缺乏及其他逆境所胁迫诱导发生。通过自我吞噬营养恢复来供应其它细胞和组织，以达到为维持生存或参与各项生命活动所需的目的，此外，这也提供了生存信号给其它细胞，从而抑制细胞死亡的进一步发生，帮助植株完成发育进程或在不利于生存的环境下生存。因此，自我吞噬可能具有双重功能: prodeath 或 antideath [8]。
细胞凋亡PCD是细胞活性迅速死亡的过程，由植物类 caspase 蛋白酶(caspaselike)在植物中心调控 [9]。发生 PCD 的植物细胞会出现如下特征：迅速破裂的细胞核、染色质凝聚、原生质体凝缩、细胞核出泡和 DNA 断裂等。因为植物细胞存在细胞壁，它们不会分解并产生类似动物细胞的“凋亡体”，同时死亡的细胞也不会被邻近的细胞吞噬，只会出现类似质壁分离的现象，因此也有研究将其称为植物典型的PCD[10]。
细胞程序性死亡(PCD)是细胞主动而有序的死亡。它主要表现在细胞萎缩、核固缩、染色质凝集、细胞产生“凋亡小体”以及产生的“凋亡小体”被吞噬等[11]。由于死亡细胞被吞噬，它们不会引起炎症和损伤。细胞坏死主要表现为细胞肿胀，浆膜破裂，细胞内容物流向细胞外，导致趋化因子活化以及引起炎症反应等。这些特征为检验PCD提供了思路。
细胞凋亡过程中,在内源性核酸内切酶的作用下,染色质DNA在核小体间被切割成50300 bp长的 DNA片段或180200 bp整倍数的单链或寡核苷酸片段，这些片段在凝胶电泳中表现出特有的的梯形带(DNA ladder)。对于坏死细胞的DNA，基因组DNA的降解随机发生的,因此在电泳胶上只能检测到连续分布的DNA条带 (smearing)［12］。本实验通过提取败育花芽和正常花芽的DNA，观测凝胶电泳后是否出现DNA ladder判断败育花芽的成因。

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