核桃内果皮硬化期生长素动态变化及差异表达基因分析

作者：鱼尚奇; 张锐^*; 郭众仲; 宋岩; 付嘉智; 武鹏雨; 马治浩

来源：园艺学报, 2021, 48(03): 487-504.

DOI：10.16420/j.issn.0513-353x.2020-0438

• 核桃
• 生长素
• 内果皮
• 转录组
• 蛋白组
• 关联分析
• 木质素

为研究核桃内果皮硬化主要涉及的生物过程及生长素在硬化过程中的作用,以‘新露’核桃为研究试材,形态学观察及木质素沉积分析表明,内果皮硬化与其表面维管束分布具有密切关系,靠近维管组织附近的内果皮硬化先于远离维管的区域。IAA含量在内果皮硬化过程中呈V字形变化;IAA在5个时期平均含量最高(16.467 ng·g-1),约为IBA、ICA和ME-IAA总和的6.8倍。木质素合成中间代谢物分析显示,木质素单体对香豆醇在内果皮硬化区的含量是未硬化区的16倍,芥子醇在内果皮硬化区的含量极高,但在未硬化区未检测到存在,且随着硬化进程这两种物质在内果皮硬化区的含量总体呈上升趋势。转录组与蛋白组关联分析获得了内果皮硬化相关的差异表达基因369条,在转录水平和蛋白质水平同时存在差异的基因关联结果较好,相关系数最低为0.48124;但差异表达基因整体关联结果较差,相关系数最高为0.22112。利用Metascape构建了差异表达基因显著富集的前20个生物学功能之间的关系网络,发现内果皮硬化主要涉及苯丙烷类代谢、氧胁迫响应、细胞壁组织与生物合成和氨基糖与核酸糖代谢4个生物过程。荧光定量结果表明,AUX/IAA基因JrIAA9、JrIAA16和JrIAA27的表达量变化趋势与IAA含量的基本一致。由此推测生长素IAA在内果皮硬化过程中发挥着重要调控作用,这对后续开展露仁发生机理研究具有重要参考意义。

• 单位
  生命科学学院; 塔里木大学; 新疆生产建设兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验