扦插是一种常见的植物繁殖或再生方式,随着嫁接育苗技术的普及,辣椒扦插再生应用日渐普遍。不定根的发生直接影响扦插的效率及质量,其生理生化及分子机理的研究对辣椒扦插再生具有指导意义。本研究通过对辣椒下胚轴不定根发生诱导期和启动期的不定根发生区段样品进行转录组测序,获取差异表达基因及重要调控途径,在此基础上探索GRAS基因家族在辣椒下胚轴不定根发生中的作用,并且研究外源IBA通过调节糖代谢诱导不定根发生的生理及分子机制,为辣椒不定根发生的调控提供理论依据和技术支持。主要研究结果如下:1.通过对辣椒扦插后0、24和120 h不定根发生区段样品进行转录组测序,得到6.84~7.21 Gb的有效数据量。三个比较组AR24/AR0、AR120/AR0和AR120/AR24中分别鉴定到4991、6658和4128个差异表达基因,其中1321个为三个比较组所共有;辣椒下胚轴不定根发生的诱导期,生长素输入/输出载体蛋白、玉米素-O-葡糖基转移酶、BR-6-氧化酶、ACC氧化酶、乙烯受体、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、聚半乳糖醛酸酶、β-木糖苷酶、果胶酯酶和扩展蛋白编码基因表达显著上调,主要涉及信号转导、细胞壁降解与重塑等;而启动期,DNA聚合酶、RNA聚合酶、翻译起始因子、核糖体蛋白、组蛋白、微管结合蛋白、细胞骨架调控蛋白、细胞周期蛋白、胞质分裂调控蛋白、细胞分裂控制蛋白、纤维素合酶、UDP-葡糖基转移酶、伸展蛋白和离子转运蛋白编码基因表达显著上调,表明DNA复制、转录与翻译、细胞骨架重塑、细胞分裂、细胞壁合成、离子转运等过程在辣椒下胚轴不定根发生的启动期扮演重要角色。由上可知,辣椒下胚轴不定根发生是由一系列信号分子参与、极其复杂的代谢调控与器官发生过程。2.基于辣椒全基因组数据信息,利用生物信息学方法对辣椒GRAS基因家族进行了系统鉴定和进化分析,并通过Real-time PCR方法检测了GRAS家族组织表达模式、对干旱和盐胁迫的应答及在辣椒下胚轴不定根发生过程中的表达变化情况。结果表明:在辣椒中存在54个GRAS基因,除11号外其余染色体均有分布,外显子数目在1~3之间,等电点在4.97~9.13之间;系统进化分析显示辣椒GRAS基因可分为8个进化群;辣椒GRAS基因具有不同的表达模式,在根、茎、叶片和茎尖中优势表达的基因分别有34、8、3和8个;多数辣椒GRAS基因能响应干旱和盐胁迫,其中Ca GRAS11、Ca GRAS30、Ca GRAS40、Ca GRAS44和Ca GRAS50受到干旱和盐胁迫的强烈诱导。此外,12个Ca GRAS基因的表达在辣椒下胚轴不定根发生过程中受到了诱导,其中Ca GRAS1、Ca GRAS2、Ca GRAS21、Ca GRAS34和Ca GRAS49可能是辣椒下胚轴不定根发生的重要调控因子。3.采用外源IBA浸蘸和扦插的方法,研究了IBA处理后辣椒下胚轴不定根发生进程、糖类物质转化与不定根发生相关基因表达情况。结果表明:外源IBA诱导辣椒下胚轴不定根发生具有浓度依存效应,150μM IBA处理后不定根发生区段长度、不定根数目及平均根长分别达对照的3.47、3.28和1.91倍;150μM IBA上调了不定根启动相关基因Ca ARL1和Ca Cyc B1的表达,不定根原基发生区域明显增加;此外,150μM IBA还上调了下胚轴不定根发生区段糖代谢相关基因Ca CWI和Ca STP的表达,可溶性糖、淀粉含量及细胞壁转化酶活性显著提高。结果表明适宜浓度IBA处理可以促进辣椒下胚轴不定根发生区段糖类物质的积累和转化,诱导辣椒下胚轴不定根的发生。