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月季成花轉變的轉錄調控研究

 

發表雜志:《BMC Genomics》    影響因子:3.867

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取    材
月季三個成花轉變階段(VM、TM、FM)的莖頂端分生組織旁的葉子,每組三個重復,共9個樣本。

•結    果
1、代謝物含量變化
(1)糖和淀粉
糖的含量從VM到TM階段上升,但從TM到FM階段下降;淀粉含量從VM到FM階段一直下降。

(2)植物激素
檢測了生長素(Aux)、ABA、GA的濃度:

2、轉錄組結果
共鑒定出1637個差異表達基因,其中32個基因與生物鐘、糖代謝、植物激素、自發通路相關(如下圖)。

3、代謝物與轉錄組數據聯合分析
(1)糖代謝
糖生物合成和轉運信號通路上的基因的表達趨勢與糖含量的變化趨勢一致,都表現為從VM到TM階段上升,從TM到FM階段下降,說明糖類物質可能是成花轉變的一個信號,可調控開花相關基因如SOC1,AP1的表達。

(2)淀粉代謝
淀粉含量在成花轉變階段逐漸下降,而淀粉合成基因如SS1-4,GSSS1,THI1等的表達量在VM到TM階段上升,在TM到FM階段又稍稍下降,說明在成花轉變的過程中淀粉消化為蔗糖的速率加快。另外,兩個淀粉降解基因AMY和BAM1的表達量在VM階段到TM階段上升,說明充足的可溶性糖在成花轉變過程中的必須的。

(3)生長素auxin
生長素的濃度和生長素相關基因(生長素結合蛋白ABP、生長素反應因子ARF等)的表達在成花轉變過程中都逐漸升高。表明生長素可促進成花轉變。

(4)赤霉素GA
GA1,GA3,GA4的濃度在月季花從VM到TM階段的轉變中快速下降,同時GA合成基因如CPS,KO,GA20ox1,GA3ox的表達量也下調了,而催化活性GA為非活性形式的基因GA2ox的表達量上升,這說明GA在月季成花轉變過程中起著負調控的作用。

(5)脫落酸ABA
ABA在組織中的含量比其他植物激素都高,但從VM階段到TM階段濃度大幅下降,同時ABA合成基因NCED和受體基因PYL,PYR的表達量也顯著下調,說明ABA信號通路在月季成花轉變過程中起著抑制的作用。

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