【目的】研究新疆野苹果(Malus sieversii)种子不同贮藏阶段转录组差异和激素含量变化,筛选新疆野苹果种子休眠解除过程中植物激素相关基因,为后续新疆野苹果种子休眠解除激素调控机制研究提供依据。【方法】以新疆野苹果种子为材料,对照未层积种子和经4 ℃低温沙藏层积处理(30、60、90、120 d)后种子进行转录组测序,采用酶联免疫吸附法测定种子中的脱落酸(abscisic acid,ABA)、赤霉素(gibberellin,GA)、生长素(auxin,IAA)、细胞分裂素(cytokinin,CTK)含量以及乙烯氨基环丙烷羧酸氧化酶(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid oxidase,ACO)和氨基环丙烷羧酸合成酶(1-aminocyclopropane-1- carboxylic acid oxidase synthase,ACS)的活性。【结果】新疆野苹果种子GA、IAA、CTK含量随贮藏时间的增加呈上升趋势,而ABA含量呈下降趋势。乙烯(ethylene,ETH)合成途径ACO和ACS活性随贮藏时间的增加呈增加趋势。GO富集分析筛选出85个差异基因调控种子萌发(GO:0010029),114个GA相关差异基因,313个ABA相关差异基因和156个ETH相关差异基因。KEGG通路富集分析显示,主要富集通路有植物激素信号转导、MAPK信号通路-植物、内质网中的蛋白加工、淀粉和蔗糖代谢、糖酵解/糖原生成等。ABA信号传导通路中有3个PYR/PYL基因表达下调,2个蛋白磷酸酶2C(PP2C-type protein phosphatases,PP2C)、3个蔗糖非发酵相关的蛋白激酶(sucrose non-fermenting-1-related protein kinase 2,SnRK2)上调表达和2个ABA分解代谢8'-羟化酶(8'-hydroxylases)基因表达显著上调。GA信号转导途径中2个受体GID1(gibberellin insensitive dwarf 1)和6个负调控因子DELLA蛋白上调表达;ETH受体ETR(Ethylene receptor)的直接前体1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid,ACC)和ACO基因上调表达。【结论】新疆野苹果种子经低温沙藏层积处理,ERF2-like表达量与ACO、ACS活性变化呈相反趋势,PYR1-like、WRKY33基因表达量与ABA含量变化均下降,说明以上基因可能参与ABA信号通路调控新疆野苹果种子休眠解除过程。
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