【摘 要】
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芽休眠是植物生长发育过程中的生理现象,是植物对季节或环境变化的生物学适应性。对物种的保存、繁衍及农业生产具有重要意义。芽休眠受到温度、水分等环境因素和内源激素、酶活性等生理因素的影响。莼菜冬芽形成与温度、水分有关,但冬芽在自然条件下形成的具体影响因素、形态结构变化等生理机制如何?目前尚不清楚。本研究以莼菜冬芽为试验材料,研究冬芽形成过程中形态结构和生理指标的变化;用转录组测序技术分析了冬芽未形成时
【基金项目】
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湖北省技术创新专项（2017ABA152）；
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芽休眠是植物生长发育过程中的生理现象,是植物对季节或环境变化的生物学适应性。对物种的保存、繁衍及农业生产具有重要意义。芽休眠受到温度、水分等环境因素和内源激素、酶活性等生理因素的影响。莼菜冬芽形成与温度、水分有关,但冬芽在自然条件下形成的具体影响因素、形态结构变化等生理机制如何?目前尚不清楚。本研究以莼菜冬芽为试验材料,研究冬芽形成过程中形态结构和生理指标的变化;用转录组测序技术分析了冬芽未形成时期、开始形成时期和完全形成时期的基因表达差异,初步探究冬芽形成的影响因素与其生理机制。得出以下主要结论:（1）当水温气温均持续低于15℃,且水温温差相差约2℃时,莼菜顶芽极易形成冬季休眠芽;而莼菜顶芽茎节间短缩变粗且易脱落,茎节间细胞通气组织的消失、凯氏带和凯氏点的相继出现为冬芽形成的形态结构标志。（2）抗氧化酶SOD、POD、CAT活性的提高,GA1、IAA、GA1/ABA的持续减少,均对冬芽形成的进程起调控作用。（3）共测序组装到45415条Unigenes,分别注释到7个数据库中;其中有3302条Unigenes同时在全部数据库中被注释。主要与代谢过程、细胞过程和催化活性等相关;在代谢通路中参与较多的是运输代谢、碳水化合物代谢以及信号转导等途径,注释的Unigenes极可能与冬芽的形成有关。（4）对冬芽形成3个阶段的差异表达基因分析,共发现9833个差异表达基因。KEGG富集结果显示这些差异表达基因,主要与淀粉和蔗糖代谢、激素信号转导、催化活性、酶活性等相关。一些激素信号转导基因被注释到,SAUR和GH3基因调控IAA的合成,PYR/PYL基因家族调控ABA的合成,而进一步调控冬芽的形成。推测这些基因的差异表达可能与冬芽形成的调控网络密切相关。
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