翠冠梨大果芽变果实组织切片、激素变化及转录组分析

摘要

【目的】芽变材料是果树育种中的重要资源。前期发现1个翠冠梨的大果芽突变体,果实明显大于普通翠冠,对其变异来源和分子机制进行探究。【方法】通过石蜡切片、内源激素测定以及转录组测序解析大果芽变机制。【结果】石蜡切片结果显示,大翠冠果肉细胞横切面积大于翠冠,说明大翠冠的细胞体积增大。大翠冠中反式玉米素和赤霉素A3的含量分别在开花后10和20 d高于翠冠。花后40 d内分5个时间点取样,利用RNA-seq高通量测序评估幼果发育期间的基因表达水平,共鉴定出2015个差异表达基因,其中302个基因在2个以上时间点发生差异表达。在花后0和10 d时,一些植物激素信号转导相关基因发生差异表达。在大翠冠中3个细胞分裂素相关基因(AHP1、ORR10和ARR17)花后10 d上调表达,在大翠冠中赤霉素负调控相关基因GA3ox1和GA2ox1分别在花后0和10 d下调表达。在大翠冠中发现1个长链非编码lncRNA在所有时间点均下调表达。在大翠冠中晚期胚胎富集蛋白基因D29、锌指蛋白基因dof2.1和伸展蛋白基因extensin等在一些时间点发生表达上调,表明这些基因可能在控制果实细胞大小中起重要作用。【结论】该研究结果从生理生化和分子水平揭示了翠冠梨大果芽变可能的变异原因,细胞分裂素和赤霉素可能参与调控果实的大小,转录组分析为解析翠冠梨大果芽变的分子机制奠定了基础。