参与饥饿胁迫诱导荔枝落果的乙烯相关基因筛选

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荔枝(Litchi chinensis Sonn)属于无患子科(Sapindaceae)荔枝属(Litchi),原产于我国南部,果实口感鲜美,营养价值丰富,但荔枝素来花多而果少,落果现象非常严重,极大地限制了荔枝产业的发展。植物激素乙烯在幼果脱落中起着重要的调控作用,但调节机制还未知。因此本论文首先通过同源搜索,从荔枝基因组中筛选出全部与乙烯相关的基因,随后以‘怀枝’为试材,采用环剥去叶(GPD)处理诱导幼果脱落,测定落果过程中乙烯的释放及乙烯合成、信号转导及反应相关基因的转录水平,初步鉴定出参与荔枝幼果脱落的乙烯相关基因,为探究荔枝幼果脱落的激素调控机制提供理论参考。主要研究结果如下:1.田间试验及生理实验结果表明,GPD处理诱导荔枝幼果脱落,累积落果率、果实中ACC含量和乙烯释放率显著上升。2.根据各个基因家族的保守结构域,从荔枝基因组数据库共筛选与乙烯相关的基因68个,经过进化关系分析,共有10个基因(LcACS1、LcACS7、LcACO1、LcACO2、LcETR1、LcETR2A、LcETR2B、LcERS1、LcEIN4、LcCTR1)与其他物种中与器官脱落相关的基因有较近的进化关系。3.通过qRT-PCR分析GPD处理和对照果皮和离区中68个荔枝乙烯相关基因表达差异,发现其中有25个基因显著响应GPD诱导幼果脱落的处理,包括24个(LcACO1、LcACO2、LcACS2;LcETR2B、LcERS1、LcEIN4、LcCTR1、LcEIN2、LcEIL2、LcEIL3、LcERF-B1-9、LcERF-B2-1、LcERF-B3-1、LcERF-B3-2、LcERF-B3-4、LcERF-B3-11、LcERF-B3-12、LcERF-B3-13、LcERF-B4-1、LcERF-B4-2、LcERF-B4-3LcERF-B5-1、LcERF-B6-4和LcERF-B6-5)上调基因和1个(LcETR2A)下调基因,推测它们可能是乙烯生物合成和信号转导过程中直接参与饥饿胁迫诱导荔枝落果的关键基因。
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