细叶百合(Lilium pumium)为野生百合,其耐寒性强,是百合育种的良好亲本材料之一。百合鳞茎具有自然休眠的特性,只有在适宜的环境条件下才能从营养生长阶段过渡到生殖生长阶段,因此鳞茎休眠机制的研究一直备受关注,通常情况下,低温处理是打破百合鳞茎休眠的有效方法之一,国内外关于百合鳞茎休眠的研究主要集中在栽培种休眠解除过程中形态解剖和生理生化变化上,而对于野生百合休眠分子机理研究相对较少。此外,利用分子育种手段缩短百合休眠时间,加速其生产应用及推广,对于百合的周年供应和品质保障具有重要意义。前期研究表明,通过5℃C低温处理的百合鳞茎90d可以完全解除休眠。为了探究鳞茎休眠解除的分子机制,本研究以野生细叶百合为试验材料,在顶芽生长点细胞超微结构和鳞茎外部形态学观察的基础上,分别在低温处理后Od,30d,60d,90d对鳞茎进行取材,利用Illumina/SolexaHiseq 2000技术平台对其进行转录组测序分析,获得对应的转录组信息和miRNA数据。主要研究结果如下:1、细叶百合在低温储藏进程中,线粒体大多数呈现球形,高尔基体囊泡层增多,淀粉粒含量显著降低。低温储藏过程伴随休眠解除和花的发育,花芽分化分为4个时期,即:小花原基形成时期、外轮花被原基分化期、内轮花被原基分化期,雌雄蕊原基分化期。2、转录组测序分析共获得62.04 Gb高质量数据。差异基因分析表明,淀粉代谢相关酶和蔗糖合成相关基因均以上调为主,且百合鳞茎的磷酸戊糖途径响应冷诱导。参与植物激素信号转导途径的差异基因分析发现,在低温贮藏期间ABA和GA含量之间相互拮抗可能促进鳞茎休眠解除,同时促进休眠解除植物激素乙烯的编码基因呈现上调表达,而编码SA和JA的基因下调表达,它们与植物所处逆境下的防御机制密切相关。3、抗坏血酸-谷胱甘肽循环可能应对细叶百合增加的氧化胁迫。转录因子ARF-Iike基因和MADS-box基因明显上调表达,而DREB-like基因在后期表达量则不断下降;MYB-Iike与WRKY-Iike差异基因都显著富集。4、构建4个miRNA测序文库,共注释到14个miRNA家族信息,分别参与生长发育(miR166、miR168 和miR396)、激素信号转导(miR159、miR160、miR164、miR536)以及非生物胁迫进程(miR394、miR395、miR398、miR408、miR857)。miR166、miR168上调表达且显著富集。Lpu-1、miR408、Lpu-12靶向抗氧化反应关键酶,且都下调表达,低温积累可能激活抗氧化酶活性,清除应激过程产生的氧化物质。5、miR159和miR536分别靶向MYB和ABI3转录因子而影响ABA/GA含量,靶基因MYB转录因子下调表达,减弱ABA合成信号,这种负反馈调节机制对鳞茎从休眠到解除休眠的发育转变可能至关重要。miR160和miR164参与IAA信号转导过程,与ABA相互作用进而参与发育模式调控。miR398和miR857在低温贮藏期间持续下降,其潜在靶基因可能被激活以参与能量代谢和清除氧化物质。本研究发现启动子结合蛋白(SPL)是miR395的靶基因。6、不保守miRNA,Lpu-5靶基因编码DNA甲基化主要酶,组蛋白-赖氨酸-N甲基转移酶和DNA(胞嘧啶-5)-转甲基酶,在低温贮藏期间具有较高的表达水平,其通过与靶基因负反馈调节降低细胞甲基化水平,与转录组数据结果相一致,DNA甲基化的减少可能响应低温贮藏后期休眠的解除,这表明表观遗传是鳞茎休眠解除的重要调控机制之一。