贵州“红皮”砧木对甜樱桃嫁接口细胞学特征及接穗基因表达的影响

摘要

甜樱桃（Prunus avium Linn.）属蔷薇科李属果树，因其果实较大，色彩鲜艳，耐贮性好且营养丰富，具有较高的经济价值。近年来，甜樱桃在中国南方的种植面积迅速增大。长期的生产实践表明，甜樱桃砧木的选择非常重要，砧木对甜樱桃的生长、结果及果实品质等有重要影响。在贵州省甜樱桃引种种植过程中，发现在北方地区使用的砧木不适宜此省气候土壤条件，而贵州具有丰富的野生樱桃资源。在前期工作中，课题组发掘了野生樱桃（Prunus pseudocerasus）的“红皮”新种质，与另一类型“青皮”樱桃相比，“红皮”樱桃作甜樱桃砧木表现为嫁接亲和性好、抗根瘤、早果、丰产、耐涝等优点。 本文拟以“红皮”及“青皮”樱桃为砧木嫁接自选的“曙光”甜樱桃优株，在嫁接口细胞学特征及对幼苗生长特性的影响，从基因表达水平探讨砧木对接穗的作用机制等方便展开研究，旨在为贵州本地樱桃砧木的选育提供理论依据，主要研究结果如下： 1．嫁接口细胞学观察表明， 嫁接120 d后，“红皮”砧愈合处离层消失，维管束桥形成；而“青皮”砧穗间隔离层仍然存在，两侧细胞较少，少见维管束桥连通。因此，认为“红皮”樱桃砧木嫁接甜樱桃的亲和性较好。 2．两种砧穗组合嫁接成活率无显著差异，均达到70%以上，但“红皮”砧嫁接苗新梢生长速率显著高于“青皮”，新梢长势好。 3．对嫁接苗光合特性研究表明，在光响应过程中，“红皮”砧嫁接苗叶片气孔导度及最大净光合速率显著高于“青皮”砧嫁接苗；“红皮”砧嫁接苗中叶绿素及可溶性糖含量显著高于“青皮”砧嫁接苗。 4．利用RNA-Seq测序比较三个发育时期两种砧穗组合叶片基因表达差异，选择差异较显著的发育时期进行分析，共得到了4,421个差异表达基因（DEG）。对DEG进行GO富集，按照生物学过程、分子功能及细胞组分分类。其中，生物学过程的较多的有生物调节、细胞组分或生物发生、细胞过程等；细胞组分中富集较多的有细胞部分、膜结构、分子复合体等；分子功能基因富集较多的包括结合、催化活性、转运活性等。经过KEGG代谢通路分析，显著富集的代谢途径有光合作用、光合作用-光收集蛋白、卟啉与叶绿素代谢、碳固定、激素信号转导等方面。从转录组数据中共筛选出15个参与光合作用、叶绿素合成及生长素信号转导途径的Unigenes，并用qPCR对转录组数据进行验证，结果表明转录组测序结果是可靠可信的。

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