赤霉素GA4＋7处理下白桦无性系生长及差异基因表达分析

[目的]为研究赤霉素GA4+7对白桦生长的调控机制。[方法]试验利用1个白桦无性系的分株材料,连续2年分别叶面喷施浓度为0.2 g·L^(-1)(T1)、0.4 g·L^(-1)(T2)的GA4+7溶液,对实验苗木的生长情况进行跟踪调查,并对相应顶端生长组织进行转录组测序和差异基因分析。[结果]对2个年份的苗高、地径等性状分析发现,不同处理间苗高与地径的差异均达到显著或极显著水平,GA4+7对高生长有明显的促进作用,2年后的T2白桦苗高较CK提高了19.65%。于6月28日取GA4+7连续处理2年的白桦顶芽开展RNA-seq分析,结果显示:0.4 g·L^(-1)GA4+7(T2)处理与对照(CK)间的差异基因数量最多,即上调表达的基因有181个,下调表达的基因有55个,这些差异基因在叶绿体类囊体膜、红光、远红光及蓝光的细胞响应等方面富集明显。Pathway富集分析显示:氧化磷酸化途径与光合途径中的8条基因呈上调表达,认为施加0.4 g·L^(-1)GA4+7处理后,上述基因的上调表达加快电子传递进程、催化ATP的合成,从而促进白桦光合作用增强,提高苗期生长量。[结论]对白桦外源施加赤霉素GA4+7后,可上调氧化磷酸化途径和光合途径相关基因的表达,进而促进苗木的高和地径生长。研究结果可为白桦生长相关途径基因的克隆提供参考。