板栗雌花序分化内源激素及分子调控机理研究

【摘要】：板栗(Castanea mollisima Blume)是重要的木本粮食植物,但是长期以来,板栗的产量一直存在雌花少、雄花多的现状,这是限制板栗高产的主要因素之一,因此,调控板栗花的性别分化,有效平衡雌雄比例来提高产量是实际生产中急需解决的问题。本研究通过对临界期前后板栗两种混合花芽的转录组学和代谢组学分析,以及对花芽分化过程中6大类激素进行定性定量分析,初步揭示了临界期前后板栗混合花芽分化过程中内源激素和基因表达差异。研究结论如下:1.构建了临界期前、后板栗两种混合花芽的四个转录组,获得了大量的差异基因,这些差异基因注释到分子功能,细胞组分和生物过程等不同的GO-term。KEGG通路富集结果表明临界期前后板栗两种混合花芽间主要差异代谢途径主要集中于代谢通路,次生代谢产物生物合成、植物-病原菌互作等。此外,从转录组数据中筛选出多个与开花途径相关的基因,并对其中6个基因进行荧光定量验证,结果与转录组数据表达趋势基本一致。2.构建了临界期前、后板栗两种混合花芽的四个代谢组,获得了大量差异代谢物,如氨基酸及衍生物等,这些差异代谢物主要富集在在次生代谢物生物合成、氨基酸生物合成等途径来调控板栗的花芽分化。将临界期前后板栗完全混合花芽和临界期前后不完全混合花芽的转录组及代谢组进行联合分析,我们得到了 34个差异代谢物和686个差异基因,这些是决定完全混合花芽经过冬季休眠后向雌花序发育的重要物质和基因。经过代谢物和基因相关性网络的构建,我们获得了一个在雌花发育过程中重要的基因GRF2。3.对6大类植物激素进行定性定量分析结果表明异戊烯腺嘌啉、反式玉米素、茉莉酸甲酯、赤霉素19在混合花芽向雌花分化过程中起促进作用,水杨酸、顺式玉米素则有利于雄花的分化。基于转录组我们筛选出来多个与脱落酸相关的基因,结果表明经过休眠期ABA含量下降,推测较低含量的ABA有利于雌花序的分化。