【摘 要】
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皂荚（Gleditsia sinensis Lam.）是我国生态经济型乡土树种,其刺被誉为十大抗癌草药之一,而皂刺发育过程及机理不清,影响皂荚的良种选育与栽培。因此本研究以皂荚幼苗为研究材料,利用形态学、生理学和转录组学相关方法和技术,研究自然条件和光质处理下的皂刺生长发育过程及其生理变化,以期了解皂刺的发育过程及光质对皂刺发育的影响,为皂荚的选育与栽培提供理论依据和技术指导。主要研究结果如下:1
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皂荚（Gleditsia sinensis Lam.）是我国生态经济型乡土树种,其刺被誉为十大抗癌草药之一,而皂刺发育过程及机理不清,影响皂荚的良种选育与栽培。因此本研究以皂荚幼苗为研究材料,利用形态学、生理学和转录组学相关方法和技术,研究自然条件和光质处理下的皂刺生长发育过程及其生理变化,以期了解皂刺的发育过程及光质对皂刺发育的影响,为皂荚的选育与栽培提供理论依据和技术指导。主要研究结果如下:1.皂荚刺芽形态学研究发现,皂荚刺为枝刺,起源于皂荚幼苗叶腋内分生组织,发育过程与枝条的发育相似;皂荚刺的发育分为无刺期（催芽处理后2 d）、刺原基期（3 d）、鳞叶基本完成期（7 d）、刺分化期（8 d）、刺基本结构形成期（14 d）、刺开始木质化期（30 d）、刺开始褐化期（75 d）、刺完全褐化期（165 d）。在皂荚刺的发育过程中,皂荚刺可溶性糖和淀粉含量持续下降,各时期间皂荚长刺茎段的可溶性糖含量均比无刺茎段高,而淀粉含量则反之。2.通过对5个皂荚刺发育时期（2 d、3 d、7 d、8 d、14 d）的转录组测序结果发现,共检测出34526个差异表达基因,差异基因显著富集到细胞进程、单个有机体进程、细胞、细胞组分等,并与次生代谢产物的生物合成、植物激素信号转导、淀粉和蔗糖的代谢等通路有关。在代谢通路中,584个差异基因参与生长素、赤霉素和细胞分裂素信号转导途径,576个基因在葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉合成代谢途径中差异变化,这些基因的差异表达可能与皂荚刺的形成、分化、生长等过程有关。3.通过不同光质对皂荚刺生长的影响发现,红光和混合光（7红:3蓝）促进皂荚幼苗地径和皂荚刺形态生长,以及皂刺干物质产量、可溶性糖含量和叶片淀粉含量的积累;而蓝光和混合光促进皂荚幼苗的高生长,且蓝光有利于皂荚幼苗可溶性糖、淀粉以及皂刺黄酮和总酚含量的累积。光质处理下皂荚幼苗长刺茎段的可溶性糖含量均高于无刺茎段,而淀粉含量则相反。利用隶属函数法进行综合评价,混合光处理的皂荚刺综合评分最佳。综上所述,糖作为能源和信号转导物质,参与皂荚刺的发育过程,自然条件和光质处理下,皂荚刺发育各时期中皂荚长刺茎段的可溶性糖含量均高于无刺茎段;红光和混合光促进皂荚刺形态生长和干物质的积累,蓝光则提高了黄酮和总酚的含量,红光、蓝光和混合光均促进皂荚刺可溶性糖含量的积累。
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