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作者:孙佳彤;杨会侠;李虹谕;高源;李连强;任如月;于璐;
单位:辽宁省森林经营研究所辽宁辽东半岛森林生态系统定位观测研究站;
摘要:[目的]红松(Pinus koraiensis)是中国东北地区重要的乡土树种,兼具木材、坚果及生态价值。其开花结实共需跨越3年时间,第1年的分化直接决定结实量,但长期以来因缺乏分子机制解析,制约红松的机理研究与良种选育。[方法]以结实盛期红松的顶芽为材料,通过石蜡切片观察确定雌球花原基分化期为6-9月,并结合转录组测序技术(RNA-seq)解析其分子调控网络。[结果]共组装获得122 001条Unigene,其中54 888条成功注释到6大数据库。差异表达基因(DEGs)分析表明:8月分化中期(C2vsC3)的DEGs数量最多(8 791个),显著富集于植物激素信号转导(ko04075)、苯丙素生物合成(ko00940)等通路。生长素响应基因(如SAUR、GH3)在分化全过程动态表达,脱落酸通路基因(PYR/PYL、ABF)通过负调控机制促进花原基形成,揭示激素协同调控的新途径。此外,ERF、NAC等转录因子家族在分化中后期显著富集,推测其参与花器官形态建成与原基发育。[结论]红松雌球花原基分化是一个复杂的生物过程,其中,植物激素信号转导通路以及ERF、NAC和bHLH家族转录因子在花原基分化中发挥重要作用。研究结果提供的转录因子、激素和基因信息,有助于揭示这一复杂的生物过程,为解析裸子植物开花机制提供新模型,同时为红松高产育种及促花技术开发提供关键基因资源。
关键词:红松;;花原基分化;;转录组测序;;差异表达基因;;代谢通路
基金资助:辽宁省林草局依托国家林草局科技创新平台研发项目(LLC[2022]21;LLC[2023]15);; 辽宁省农业科学院院长基金项目(2023QN2418);; 辽宁省森林经营研究所基础科研项目(2023JH0312)