近日,钦州分院果蔬育种团队在研的百香果响应高温胁迫的分子调控机制项目取得重要进展,该成果通过多位国际同行专家评审以题为“Differential gene expression analysis and physiological response characteristics of passion fruit (Passiflora edulis) buds under high-temperature stress”在国际SCI期刊《PeerJ》(JCR分区Q2,CiteScore:4.7,IF:3.061)上全文在线发表。
百香果是钦州特色优势产业,钦州分院果蔬育种研究团队通过多年走访百香果种植户和田间观察发现,夏季高温百香果成花少或有花难成果,幼果易皱等问题严重,成为百香果产业健康发展的重要制约因素之一。为探究百香果响应高温环境的分子生理学机制,本研究选取对高温敏感的百香果品种为供试材料,对高温组(均温38℃)和常温对照组(均温25℃)生境的试材测定比较不同温度环境下二者光合、叶绿素荧光参数、POD、SOD活性及丙二醛含量等相关生理指标差异,再利用RNA-seq技术从生理角度结合分子水平进行生物信息学分析。生理指标结果表明:高温胁迫下高温组净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率及PSⅡ最大光化学量子效率均显著低于对照组;丙二醛含量显著高于对照组,而过氧化物歧化酶和超氧化物歧化酶活性均呈现不同程度的变化。转录组测序分析表明,高温胁迫下有140个基因上调表达,75个基因下调表达。对差异表达基因进行GO和KEGG注释分析,发现大量与高温胁迫相关的代谢途径。进一步筛选到28个在其他物种报道过可能与高温胁迫相关的响应基因,如CAO、GSH、WRKY及HSP等。选取10个在高温环境下被诱导的基因,进行实时荧光定量PCR表达谱分析,证明测序结果真实可靠。本研究为百香果高温环境抗性调控提供了一定的理论依据,也为后续通过遗传调控手段提高百香果对高温的耐受性以及培育耐高温百香果新品种具有重要的理论和实践意义。
本成果钦州分院为第一完成单位,凌启昌和付鑫锋为共同通讯作者,王宏利为第一作者,赵久成、赖淼、张映卿、邱文武、李彦彦、涂海莲共同参与了该研究项目的实施,百香果转录组测序数据已上传至中国国家基因库(CNGB)和美国国家生物技术信息中心(NCBI),以供全球相关科研工作者共享。
钦州分院 王宏利供稿/供图 凌启昌
责任编辑:薛臣艺