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干旱是影响柑橘产业发展的重要制约因素之一。砧木是果树的地下部分,其根系是植株直接从土壤中吸收水分和养分的最重要器官,因此在很大程度上,砧木根系吸收水分的能力决定了砧木的抗旱性。然而不同砧木因遗传背景差异,其根系吸收水分的能力不同。在许多作物上研究发现根系形态结构与抗旱性紧密相关,根系的形态结构对吸收水分的能力有明显影响,一些形态参数可作为抗旱性评价及育种的主要指标,并在拟南芥、水稻和玉米等模式植物中发现了控制根系形态结构的关键基因,通过调控这些相关基因的表达能影响植物的抗旱性。目前对柑橘砧木抗旱性的研究主要集中在地上部分叶片的形态和生理功能,对地下部分根系形态的特征对植株抗旱性的影响研究很少。本研究以不同遗传背景的柑橘砧木为试验材料,对柑橘不同类型的根系形态结构进行了分析和鉴定。同时通过对转录组的比较分析,挖掘鉴定与砧木根系形态发育相关的基因,主要结果如下:（1）不同柑橘砧木根系形态的综合评价以红柠檬（Citrus limonia Osbeck cv‘Canton lemon’）,XC-009（C.junos）,Z-006（Poncirus hybrid）,卡里佐枳橙（C.sinensis×P.trifoliata cv‘Carrizo’）,资阳香橙（C.junos cv‘Ziyangxiangcheng’）,扁平橘（C.depressa Hayata cv‘Shiikuwasha’）,Z-021（P.trifoliata）,KPJ-030（C.reticulata）,ZZ-030（P.hybrid）,ZZ-022（P.hybrid）,沃尔卡姆（C.volkameriana Pasquale cv‘Volkamer’）等11个柑橘砧木为材料,测定了播种后30 d,45 d和75 d砧木实生苗根系的主根长、总根长、总根表面积、总根体积、平均根直径和根尖数等指标。利用主成分分析和隶属函数法对各砧木根系构型进行综合评价,并基于根系构型参数进行聚类分析。结果显示,11个柑橘砧木根系形态结构差异明显,沃尔卡姆、Z-021和ZZ-022等砧木的综合评价值优于Z-006、资阳香橙、XC-009、ZZ-030和KPJ-030等砧木,卡里佐枳橙、红柠檬和扁平橘等砧木综合评价值最差。聚类分析可将11个砧木分为根系形态较好（沃尔卡姆,Z-021）,中等（Z-006,ZZ-030,KPJ-030,XC-009,ZZ-020,资阳香橙）,较差（卡里佐枳橙,红柠檬,扁平橘）等三类,聚类分析结果与根系结构的综合评价结果相符。（2）根系发育相关基因的发掘根据根系形态表型,以长根型的沃尔卡姆、粗柠檬、Z-023和短根型的扁平橘、Z-011、Z-007为实验材料,分别构建长根型和短根型的混合池,进行转录组测序和生物信息学分析,筛选与根系发育相关的候选基因进行表达验证。结果显示,本次转录组测序共获得了41.66Gb Clean Data,各样品Q30碱基百分比均不小于89.68%,测序质量合格,可进行后续分析。基因差异表达分析结果显示,共获得661个差异表达的基因,包含429个上调基因,232个下调基因。从中筛选出10个可能与砧木根系发育相关的候选基因进行q RT-PCR验证,通过验证,发现Ciclev10032781m.g（ABA受体蛋白PYL4基因）在扁平橘、Z-007和Z-011三个短根砧木中的表达量明显低于长根砧木,且差异显著,与转录组测序分析结果相符,推测此基因可能与砧木的根系发育相关,因此对其进行了进一步的分析研究。（3）柑橘Cc PYL4基因的功能鉴定从克里曼丁（C.clementina）全基因组中鉴定出9个Cc PYL基因家族成员。该家族蛋白理论等电点为4.9-8.88,编码的氨基酸数为168-245;亚细胞定位预测显示该家族成员主要分布于细胞核,少数分布于细胞质和细胞膜;启动子顺势作用原件分析表明,PYL基因家族成员上游序列含有光响应、激素响应、组织特异性、生物过程和非生物胁迫响应等相关原件;q RT-PCR分析结果显示,大多数Cc PYL基因的表达都能响应外源激素和非生物胁迫处理,其中Cc PYL4的表达在ABA处理后呈先降低后升高的趋势,可确定其参与了对ABA的响应。从长根的沃尔卡姆和短根的扁平橘中克隆了Cc PYL4的序列,两者的相似度高达99.8%,仅存在一个核酸的差异,属于同义突变;组织特异性表达分析结果表明,Cc PYL4在根茎叶中的表达差异显著,在根中的表达量远高于茎和叶;构建了PGBI-Cc PYL4超表达载体转化拟南芥进行功能验证,获得5株T3代阳性植株;q RT-PCR检测表明,5株转基因植株中Cc PYL4的表达量是对照的2500-5500倍;转基因植株和对照植株的根系相比形态结构差异明显,转基因植株的主根长是对照的1.78-2.27倍,并且差异显著。以上结果初步表明,Cc PYL4参与了柑橘根系生长发育的调控,能够促进主根的生长。