桂花花叶条纹形成机理的研究
年7月7日下午4:00，由园林院班主办的水杉学术讲堂，在9b顺利举行。本次学术讲堂邀请了岳远征老师作为嘉宾，将原本的讲座内容由分享“北美园林植物景观特点及营建”更改为分享他所在的南京林业大学规划遗传育种课题组进行的桂花花叶条纹形成机理的研究内容。主讲人岳远征为风景园林学博士、美国康奈尔大学国家公派博士后、副教授、博士生导师。他的研究方向为园林植物遗传育种与生物技术：主要从事于桂花花香形成机理和非生物胁迫方面的研究。期望解析桂花花香形成的分子调控机理，获得可提高桂花抗盐和耐寒能力的关键基因，应用于今后的桂花分子育种，为桂花的园林应用做出贡献。另一个研究方向为园林植物造景与应用：主要从事植物景观评价方面的研究，尝试通过量化的形式来获得最佳的植景配置效果和最佳的观赏距离。岳远征老师曾获得年中国风景园林学会科学技术进步奖一等奖（排名第2），获得梁希林业科学技术二等奖2次（排名第8和第3），是TreePhysiology、ScientificReports、ScientiaHorticulturae等杂志审稿人。岳远征老师首先指出本课题研究的意义在于花叶桂花在繁殖和应用中往往会出现花色叶消失的“返祖”现象，这严重的影响了它们的园林应用价值。对于研究材料的选择，岳老师认为桂花的四季桂芽变品种‘银碧双辉’的叶片边缘具有稳定的周缘白色条纹包裹，为叶片失绿组织和绿色组织形成的花叶嵌合体；此外，该品种与本课题完成的桂花基因组测序所选用的“日香桂’同属于四季桂品种群,具有极为一致的遗传背景。接着，岳老师给大家展示了不同彩叶植物例如金边*杨、花叶蔓长春、金叶络石等出现的叶片“返祖”现象，并且以图文的形式展现出四种不同的突变样式，分别为完全突变、不完全突变、扇形突变和随机扇形突变。本实验中的实验材料为彩叶桂‘银碧双辉’，是三年生扦插苗，选择同时具有绿色叶片（G）和花色叶片（C）的花叶桂植株为研究对象,选择3个单株，从顶端开始，采集第2，6及10位叶片，分别代表叶片生长的三个不同时期，即嫩叶期（A）、展叶期（B）和成熟叶期（C），共18个样品进行生理特性研究。研究得出结论之一为两种叶片的叶色差异主要与叶绿素含量有关，类胡萝卜素和花青素的含量变化不是主要原因。接着，又进行了桂花花叶条纹组织的细胞结构分析，实验发现在成熟的失绿叶片组织中叶绿体较为狭小，为不规则的长梭形，并且其类囊体结构堆叠不正常，基质类囊体较多，具有大量质体小球堆积。因此叶绿素含量的改变是导致植物花叶形成的重要因素。
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老师课题组还进行了叶色相关途径差异表达基因分析，在花叶桂花的花叶和正常叶中则没有叶绿素合成途径基因表达的显著差异。脱镁叶绿酸氧化酶（PAO）途径，被认为是叶绿素降解的主要生化途径。发现桂花OfPAO基因在桂花花叶失绿条纹组织中的表达量要显著的高于正常组织，且花叶条纹组织中的叶绿素含量极低。认为桂花OfPAO基因可能对桂花‘银碧双辉’花叶条纹的形成具有重要作用。最后分析了与叶色形成相关的基因在模块中的分布，又进行了OfPAO基因的克隆与验证以及甲基化对桂花花叶条纹形成的调控关系。研究发现‘银碧双辉’OfPAO基因启动子中具有44bp的插入突变区域，进一步的BSP测序分析发现，桂花‘银碧双辉’OfPAO基因启动子区域插入突变中0SE2元件的CHH类型甲基化修饰在花叶组织中具有明显减弱的变化这与‘银碧双辉’OfPAO基因在花叶组织中上调表达的趋势完全相反。在本次的学术讲座中，岳远征老师形象生动地讲解让同学们对于园林植物叶色形成机理有了更加深入的理解，也为在今后的学习研究中拓宽了视野。
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海报
钟雨芙
撰稿
左耘之
审稿
李福荔、李思蕾
排版
冯科艺
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