红花玉兰嫩枝扦插生根的转录组和内源激素变化分析

为探究红花玉兰嫩枝扦插不定根发生的分子机制,利用1000 mg/L的萘乙酸(NAA)处理当年生嫩枝进行扦插,分别对新采回枝条及插穗生根过程中不同阶段进行取样,开展RNA-Seq与内源激素水平分析。结果表明,(1)通过RNA-Seq总共组装了186303个Unigene,其中88161条Unigene得到注释,总注释率达到了47.32%。通过差异表达基因分析可知,相较于新采回插穗的阶段S0,在经NAA处理6 h后的S1、根原基突破表皮的S2和不定根伸长的S3阶段上调表达基因分别有5796、3205和4262个,下调表达基因分别有3795、5248和6305个;KEGG富集分析显示这些基因大多聚集于苯丙素生物合成、植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢等通路中,其差异表达可能与红花玉兰的扦插生根密切相关。(2)内源激素水平分析表明:与新采回插穗S0相比,S1阶段插穗中IAA、ABA、GA 3和CTKs(IP和Zeatin)浓度均显著上升;在S2阶段IAA和ABA浓度显著降低,但IAA/ABA比值显著升高,GA 3和IP浓度升至最高且与其他阶段相比差异显著,而Zeatin变化不明显;至不定根伸长的S3阶段IAA和ABA浓度显著回升,而GA 3和CTKs浓度则显著下降。综合分析表明,生长素、脱落酸和细胞分裂素等内源激素的动态变化及其比值促进了根原基形成和不定根的伸长生长,植物激素信号转导相关基因的差异表达与内源激素水平的升降相一致,最终诱导红花玉兰嫩枝插条生根。