[目的]葡萄是我国重要的果树树种,花芽分化直接影响葡萄的质量和数量.对'红地球'葡萄花芽分化过程中的花芽进行比较分析,探索'红地球'葡萄花芽分化机制,挖掘关键基因,为了解'红地球'葡萄花芽分化提供理论基础.[方法]对'红地球'葡萄花芽分化过程中4个发育阶段:S1(未分化期)、S2(花原始体发育期)、S3(花序主轴发育期)和S4(花序二级轴发育期)的芽进行形态学观察和植物激素测定,并进行转录组测序分析及验证.[结果]'红地球'葡萄花芽分化过程中共发现13729个差异基因,其中S1-S2、S2-S3、S3-S4和S1-S4分别有4158、2050、3425和7652个差异基因.在S1-S4差异基因的富集调控网络中发现差异基因在激素介导的信号通路、脱落酸代谢过程、对酸性化学物质的反应和植物细胞壁组织或生物发生等通路富集.在激素介导的信号通路中发现大量与生长素、赤霉素和脱落酸等相关基因,测定表明,生长素在S2时期含量最高,而在S3和S4时期含量最低;赤霉素含量在花芽分化过程中不断降低,在S4时期为S1时期的80％;脱落酸含量在S1和S4时期较高,而在S2时期最低.此外,S1-S4差异基因来自转录因子家族(MYB、ERF、bHLH和MADS-box等),表明这些转录因子家族基因参与了'红地球'葡萄花芽分化.对差异表达的13个MADS-box家族基因进一步分析表明,MADS8、AGL65、AGL15、AGL12和MADS2在花芽分化进程中表达上调,而AGL30、LeMADS、FBP24、AGL14和MADS3表达下调.对这些MADS-box基因进行qRT-PCR验证,基因表达趋势与转录组数据一致且相关系数较高,表明数据分析结果可靠.[结论]'红地球'葡萄花芽分化是一个复杂的生物过程,其中,植物激素介导的信号通路以及MADS-box家族基因在花芽分化中发挥重要作用.研究结果提供了一个关于转录因子、基因和激素的信息,有助于揭开这一复杂的发育过程,并为'红地球'葡萄花芽分化综合模型的建立提供理论基础.

’红地球’葡萄;花芽分化;转录组测序;植物激素;MADs-box

刘鑫;张亚红;袁苗;党仕卓;周娟

宁夏大学农学院,银川 750021;宁夏大学食品与葡萄酒学院,银川 750021

中国农业科学

[1]刘鑫;张亚红;袁苗;党仕卓;周娟-.'红地球'葡萄花芽分化过程中的转录组分析)[J].中国农业科学,2022(20):4020-4035

MADS8,AGL65,AGL15,AGL12,MADS2,AGL30,LeMADS,FBP24,AGL14,MADS3,MADs

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