摘 要：【目的】為創(chuàng)制胚敗育特異種質(zhì)和優(yōu)質(zhì)胚敗育杧果生產(chǎn)提供參考?！痉椒ā恳曰ê蟮?4、16、18、20周4 個(gè)發(fā)育時(shí)期的‘貴妃’杧果的胚正常果和胚敗育果作為研究對(duì)象，基于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)，探討胚正常和胚敗育杧果中乙烯、生長(zhǎng)素、赤霉素、脫落酸、油菜素甾醇和茉莉酸6 種植物激素生物合成途徑中差異表達(dá)基因的表達(dá)趨勢(shì)，研究其在胚正常和胚敗育杧果中的作用和差異。選取15 個(gè)具有指示和標(biāo)記作用的關(guān)鍵差異表達(dá)基因進(jìn)行熒光實(shí)時(shí)定量PCR，對(duì)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和分析結(jié)果的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。【結(jié)果】‘貴妃’杧果胚正常和胚敗育果實(shí)中參與植物激素生物合成途徑的關(guān)鍵基因表達(dá)情況在不同發(fā)育階段存在明顯差異，且呈現(xiàn)一定規(guī)律。胚敗育果中調(diào)控乙烯合成的關(guān)鍵基因在花后第14、16 周的表達(dá)量高于胚正常果，而調(diào)控生長(zhǎng)素合成的關(guān)鍵基因表達(dá)量低于胚正常果；調(diào)控茉莉酸合成的關(guān)鍵基因大多在胚敗育果中表達(dá)量更高。熒光實(shí)時(shí)定量PCR 的結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果基本一致，表明結(jié)果真實(shí)可靠?！窘Y(jié)論】乙烯、生長(zhǎng)素和脫落酸共同調(diào)控了‘貴妃’杧果胚敗育果的早熟，赤霉素調(diào)控了胚正常果果形更大，杧果在受到外界環(huán)境脅迫的時(shí)候，更容易產(chǎn)生胚敗育果。

關(guān)鍵詞：杧果；胚敗育；植物激素；轉(zhuǎn)錄組；發(fā)育時(shí)期

中圖分類號(hào)：S667.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1003—8981（2023）04—0068—11

杧果Mangifera indica 主要分布于東南亞熱帶和亞熱帶地區(qū)[1]，是一種高大常綠喬木果樹，其果實(shí)風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)豐富，富含糖、纖維素和多種維生素[2]。因其栽培范圍廣、果實(shí)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高且外觀漂亮，深受人們喜愛[3]。其果實(shí)作為一種重要的熱帶和亞熱帶水果，被稱為“熱帶水果之王”[4]，是繼葡萄、柑橙、香蕉、蘋果之后的世界第五大水果[5-6]。

胚敗育是指由于自身或其他外界因素，種子植物受精胚的發(fā)育過程中途停止，導(dǎo)致胚退化消失或僅留下部分硬化的種痕[7]。胚敗育存在于許多植物中，如葡萄、荔枝、龍眼、枇杷、櫻桃、棗、柿、黃皮、柑橘等[8]。因果實(shí)胚敗育后不能形成種子，對(duì)許多果樹來說，會(huì)形成“無核果實(shí)”這一良好的栽培性狀，但另一方面，胚敗育嚴(yán)重制約了雜交育種。因此，調(diào)控胚的發(fā)育具有重要意義[9]。

胚敗育現(xiàn)象在杧果生產(chǎn)中普遍存在[10]，在部分品種中表現(xiàn)尤其突出?！F妃’杧果是海南和云南杧果種植區(qū)的主栽品種，在云南被稱為“金鳳凰”，其在正常的氣候和栽培條件下會(huì)產(chǎn)生一定比例的成熟胚敗育果實(shí)，在特定的年份甚至整棵樹乃至整片果園出現(xiàn)胚敗育的現(xiàn)象。盡管‘貴妃’杧果敗育果實(shí)比正常果實(shí)小，但是由于其成熟期早，且具有色澤艷麗、果核極薄、含糖量高、風(fēng)味濃郁等獨(dú)特的品質(zhì)優(yōu)勢(shì)，在云南省元江干熱河谷等杧果主產(chǎn)區(qū)的銷售價(jià)格明顯高于胚正常果實(shí)。果實(shí)品質(zhì)已成為當(dāng)前及未來經(jīng)濟(jì)林果樹產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的核心[11]，所以敗育果具有較大的商業(yè)前景。

植物的生長(zhǎng)發(fā)育依賴于植物激素介導(dǎo)的基因表達(dá)調(diào)控，植物激素在胚發(fā)育過程中起著至關(guān)重要的作用。例如：生長(zhǎng)素（IAA）、細(xì)胞分裂素（CTK）、赤霉素（GA）和油菜素甾醇（BR）通常促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，并顯著影響植物的株高和器官大小，乙烯（ET）、脫落酸（ABA）、水楊酸（SA）和茉莉酸（JA）調(diào)控植物的脅迫響應(yīng)和延緩植物的生長(zhǎng)[12]；IAA、GA 和BR 在胚發(fā)育過程中起正向調(diào)控作用，ABA 和JA 起負(fù)向調(diào)控作用[13-14]。

RNA 測(cè)序（RNA-Seq）是一種將讀長(zhǎng)較短的序列組裝成基因組規(guī)模轉(zhuǎn)錄譜的轉(zhuǎn)錄組分析技術(shù)，為轉(zhuǎn)錄組組成和RNA 表達(dá)模式分析及基因鑒定提供了一種全面而有效的方法[15]。近幾年來，由于測(cè)序成本的持續(xù)降低，轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)在農(nóng)作物研究方面的應(yīng)用越來越廣泛[16]。胚敗育為‘貴妃’杧果生產(chǎn)中的重要現(xiàn)象，直接影響著果實(shí)的價(jià)值和果園收益，但針對(duì)‘貴妃’杧果胚敗育現(xiàn)象的轉(zhuǎn)錄組研究鮮見報(bào)道。

本研究中利用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)，以‘貴妃’杧果花后第14、16、18 和20 周的正常果和敗育果為材料，篩選ET、IAA、GA、ABA、BR、JA這6 種植物激素的生物合成途徑中的差異表達(dá)基因（differentially expressed genes，DEGs）， 分析其在不同發(fā)育時(shí)期的正常果和敗育果中的表達(dá)差異，以期揭示杧果胚敗育果實(shí)中激素生物合成的分子機(jī)制，為胚敗育特異種質(zhì)創(chuàng)制和高品質(zhì)胚敗育果栽培提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以‘貴妃’杧果的正常果和敗育果為試驗(yàn)材料。樣品采自2016 年在大塑料桶中種植的試驗(yàn)樹，栽培管理?xiàng)l件相同。2021 年1 月，選擇生長(zhǎng)發(fā)育良好、樹勢(shì)一致、花期一致的30 株杧果樹，對(duì)每個(gè)花序進(jìn)行掛牌標(biāo)記，并于花后第14、16、18、20周4 個(gè)時(shí)期定期采樣。同一株樹上，既有正常果，又有敗育果。每次采樣時(shí)，在每株樹上隨機(jī)采集正常果和敗育果各5 ～ 10 個(gè)，迅速切取果肉進(jìn)行液氮預(yù)冷，每10 棵樹做1 個(gè)混樣，每個(gè)時(shí)期的正常果和敗育果均采集3 個(gè)混樣，即3 次生物學(xué)重復(fù)。將樣品貯存于-80 ℃超低溫冰箱中待用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序

分別從各時(shí)期正常果和敗育果的果肉中提取總RNA，參考趙鳳霞等[17] 的方法，構(gòu)建cDNA文庫，片段長(zhǎng)度為150 bp。經(jīng)文庫質(zhì)檢合格后，使用Illumina HiSeq 平臺(tái)進(jìn)行雙端測(cè)序。對(duì)下機(jī)后的原始測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾、測(cè)序錯(cuò)誤率檢查、GC 含量分布檢查，獲得用于后續(xù)分析使用的clean reads。使用Trinity 軟件對(duì)clean reads 進(jìn)行拼接，將拼接得到的轉(zhuǎn)錄本序列作為參考序列，以Corset 層次聚類后得到的最長(zhǎng)Cluster 序列作為Unigene 進(jìn)行后續(xù)分析。采用RSEM 軟件中的bowtie2，將每個(gè)樣品的clean reads 與參考序列比對(duì)，采用FPKM（fragments per kilobase of transcript per millionfragments mapped）值計(jì)算基因的表達(dá)水平。正常果和敗育果樣品間的差異表達(dá)基因篩選條件為差異倍數(shù)的絕對(duì)值不小于1，且錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)率小于0.05。

1.2.2 KEGG 注釋

使用BLAST 2.7.1 軟件將差異表達(dá)基因序列與KEGG 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)（e=1×10-5），獲得差異表達(dá)基因的KEGG 注釋信息。6 種植物激素生物合成路徑來自于KEGG 在線數(shù)據(jù)庫（http：//www.genome.jp/kegg/），包括半胱氨酸和甲硫氨酸代謝通路（ET 生物合成路徑，通路ID 00270），色氨酸代謝通路（IAA 生物合成路徑，通路ID00380），二萜生物合成通路（GA 生物合成路徑，通路ID 00904），類胡蘿卜素生物合成通路（ABA生物合成路徑，通路ID 00906），油菜素甾醇生物合成通路（BR 生物合成路徑，通路ID 00905）和α- 亞麻酸代謝通路（JA 生物合成路徑，通路ID 00592）。使用RStudio 軟件繪制差異表達(dá)基因的熱圖。

1.2.3 反轉(zhuǎn)錄熒光實(shí)時(shí)定量PCR（qRT-PCR）驗(yàn)證

以所篩選激素合成路徑中的差異表達(dá)基因?yàn)闃颖?，進(jìn)一步篩選出15 個(gè)具有指示和標(biāo)記作用的關(guān)鍵差異表達(dá)基因，采用Actin 作為內(nèi)參基因，使用beacon Designer 軟件設(shè)計(jì)引物， 進(jìn)行qRTPCR表達(dá)量驗(yàn)證。使用與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序相同處理的樣本提取高質(zhì)量RNA，采用20 μL 反應(yīng)體系，反轉(zhuǎn)錄反應(yīng)條件為65 ℃ 5 min，37 ℃ 2 min，55 ℃15 min，85 ℃ 5 min。迅速將獲得的cDNA 置于冰上，用于后續(xù)試驗(yàn)，或立即保存（-20 ℃）。qRT-PCR 所采用的設(shè)備為7500 型熒光定量PCR儀（ABI，美國(guó)），反應(yīng)體系10 μL，反應(yīng)條件：95 ℃ 2 min；95 ℃ 10 s，60 ℃ 30 s，40 個(gè)循環(huán)。然后繪制溶解曲線，采用 2-ΔΔCt 法計(jì)算基因的相對(duì)表達(dá)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 敗育果和正常果的表型差異

同一株‘貴妃’杧果樹上，既有正常果也有敗育果，且敗育果的成熟期比正常果早1 ～ 2 周。在果實(shí)發(fā)育早期，同一發(fā)育時(shí)期的敗育果果皮著色比正常果更濃，色澤更艷麗，正常果的生長(zhǎng)速度和成熟果實(shí)大小均明顯大于敗育果（圖1）；到花后第14 周，正常果與敗育果的果實(shí)大小已經(jīng)有明顯區(qū)別（圖1A）。

將不同發(fā)育時(shí)期的‘貴妃’杧果果實(shí)沿腹縫線方向剖開，可以發(fā)現(xiàn)正常果的種子較厚，種仁飽滿且發(fā)育正常，而敗育果的種子極薄，其種仁在果實(shí)發(fā)育早期即開始退化，花后第14 周的種仁已退化成為直徑小于1 mm 的白色點(diǎn)狀組織（圖1B），在成熟果中種仁退化后僅保留了直徑小于1 mm 的黑色點(diǎn)狀組織（圖1H）。

2.2 敗育果和正常果激素合成路徑中的差異基因

用于qRT-PCR 的15 個(gè)基因分別是：乙烯信號(hào)途徑的metK 基因、ACS1_2_6 基因和ACO 基因；生長(zhǎng)素信號(hào)途徑的ALDH 基因和E3.5.1.4 基因；赤霉素信號(hào)途徑的GA3 基因和KAO 基因；脫落酸信號(hào)途徑的ZEP 基因、NCED 基因和CYP707A基因；油菜素甾醇信號(hào)途徑的CYP85A1 基因和CYP92A6 基因；茉莉酸信號(hào)途徑的ACX 基因、MFP2 基因和ACAA1 基因。15 個(gè)基因的qRT-PCR產(chǎn)物為100 ～ 192 bp。

2.2.1 ET 生物合成路徑

ET 是一種被人們熟知且被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的小分子氣體植物激素。ET 是以甲硫氨酸為合成前體， 在metK、ACC 合成酶（ACS）、ACC氧化酶（ACO）的催化作用下，逐步合成ET。由于植物中甲硫氨酸的含量有限，甲硫基被循環(huán)利用來補(bǔ)充甲硫氨酸和維持ET 的生物合成[18]。從RNA-seq 數(shù)據(jù)中獲得了12 個(gè)參與ET 生物合成路徑的差異基因，分別屬于metK、ACS1_2_6、ACO、speD、DEP1、TAT 和ISS1 基因家族（圖2）。在花后第14、16 周時(shí)，ACO 基因作為ET 合成的限速酶，在敗育果中的表達(dá)量更高，而在花后第18 周時(shí)，在正常果中的含量更高。

2.2.2 IAA 生物合成路徑

植物通過3 種途徑將色氨酸轉(zhuǎn)化為IAA，分別是吲哚-3- 丙酮酸途徑、色胺途徑和吲哚-3- 乙腈途徑[19]。其中，吲哚-3- 丙酮酸途徑是首個(gè)被完全闡明的IAA 生物合成途徑，也是植物IAA 合成途徑中最基本、最重要的途徑[20]。從RNA-seq 數(shù)據(jù)中篩選獲得了11 個(gè)參與IAA 生物合成路徑的差異基因，分別屬于YUCCA、TAA1、DDC、ALDH和E3.5.1.4 基因家族（圖3）。YUCCA 基因是吲哚-3- 丙酮酸途徑的限速酶，其表達(dá)模式在IAA合成中起著至關(guān)重要的作用[21]。YUCCA 基因主要在花后第14、16 周表達(dá)，且在正常果中的表達(dá)量更高。除ALDH 基因外，其他基因的表達(dá)模式均與YUCCA 基因一致。

2.2.3 GA 生物合成路徑

GA 是雙胍類化合物中的一類植物激素，在植物的整個(gè)生活史中起著至關(guān)重要的作用。因能促進(jìn)漿果體積及其簇長(zhǎng)的生長(zhǎng)，GA 被廣泛應(yīng)用于無核葡萄生產(chǎn)[22-23]。由異戊烯基焦磷酸酯合成的牻牛兒基牻牛兒基焦磷酸（geranylgeranyl-PP）是高等植物GA 生物合成的前體[19]。從RNA-seq 數(shù)據(jù)中篩選出6 個(gè)參與GA 生物合成路徑的差異基因，分別屬于GA3、KAO、GA20ox、GA3ox 和GA2ox基因家族（圖4）。其中，GA3 和KAO 參與GA的合成，GA3ox、GA20ox 和GA2ox 參與GA 之間的轉(zhuǎn)化。與敗育果相比，GA3 和KAO 這2 個(gè)參與GA 合成的關(guān)鍵基因均為在正常果中的表達(dá)量更高，可能與正常果果形更大有關(guān)。

2.2.4 ABA 生物合成路徑

ABA 是抑制種子萌發(fā)的主要內(nèi)源激素[24]。ABA 生物合成基因ZEP 和NCED 可提高種子中ABA 的水平[25]，而ABA 分解代謝基因CYP707A基因家族降低了ABA 的水平[26]。ABA 合成和降解的動(dòng)態(tài)平衡決定了其穩(wěn)態(tài)的維持。通過RNAseq數(shù)據(jù)分析，篩選了參與ABA 生物合成路徑的11 個(gè)差異表達(dá)基因，分別屬于9 個(gè)基因家族（圖5）。不同的基因家族在不同發(fā)育階段有不同的表達(dá)模式，其中：ABA 生物合成關(guān)鍵基因ZEP 在敗育果中表達(dá)量高；ABA 生物合成關(guān)鍵基因NCED在花后第14 周的敗育果中表達(dá)量高，在花后第16周的正常果中表達(dá)量高，在其他2 個(gè)時(shí)期表達(dá)量均較低；ABA 代謝關(guān)鍵基因CYP707A 的表達(dá)模式類似于NCED。與其他激素相比，ABA 合成代謝相關(guān)基因的表達(dá)模式是復(fù)雜的。

2.2.5 BR 生物合成路徑

BR 是一類含有多羥基的甾醇類化合物的總稱，其中油菜素內(nèi)酯（brassinolide，BL）是一種活性最高的BR。BR 的生物合成路徑主要有2 條（圖6）：一條是依賴于油菜甾烷醇途徑，油菜甾醇經(jīng)過催化形成油菜甾烷醇，再通過早期的C6氧化途徑或者晚期的C6 氧化途徑轉(zhuǎn)化為BL 的合成前體BR[27-28]；還有一條不依賴于油菜甾烷醇途徑，也是BR 合成的主要途徑，由油菜甾醇經(jīng)過8 步催化，合成BL[29]。通過對(duì)RNA-seq 數(shù)據(jù)中參與BR 生物合成路徑的關(guān)鍵基因的表達(dá)量分析， 獲得了屬于CYP724、CYP90D1、CYP92A6和CYP85A1 基因家族的6 個(gè)差異基因。BR 合成的2 條路徑合成1 個(gè)共同的中間產(chǎn)物6- 脫氧油菜素甾醇，以此為底物合成BR，均需要CYP92A6和CYP85A1 的調(diào)控。CYP92A6 主要在花后第14—18 周表達(dá)，且在敗育果中的表達(dá)量更高；CYP85A1 正好相反，主要在花后第20 周表達(dá)，且在正常果中的表達(dá)量更高。

2.2.6 JA 生物合成路徑

JA 是植物體內(nèi)一類重要的脂質(zhì)激素，介導(dǎo)植物對(duì)生物脅迫和非生物脅迫的防御反應(yīng)，其生物合成經(jīng)歷了依次發(fā)生在葉綠體、過氧化物酶體、細(xì)胞質(zhì)中的多步催化過程[30]。通過對(duì)不同發(fā)育階段正常果和敗育果的RNA-seq 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，獲得了參與JA 生物合成路徑的16 個(gè)關(guān)鍵基因，分別屬于DAD1、LOX2S、AOS、AOC、OPR、OPCL1、ACX、MFP2 和ACAA1 基因家族（圖7），這些基因大多在敗育果中的表達(dá)量更高。

2.3 qRT-PCR 驗(yàn)證

為了進(jìn)一步驗(yàn)證轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和分析結(jié)果的可靠性，以在轉(zhuǎn)錄組測(cè)序中使用的花后第14、16、18、20 周的‘貴妃’杧果正常果和敗育果的同一批果肉為材料提取RNA 后，使用qRT-PCR 對(duì)15 個(gè)差異表達(dá)基因進(jìn)行表達(dá)量驗(yàn)證，結(jié)果如圖8所示。由圖8 可知，在這4 個(gè)發(fā)育時(shí)期，15 個(gè)差異表達(dá)基因在‘貴妃’杧果敗育果和正常果中均表現(xiàn)出不同程度的表達(dá)變化。15 個(gè)基因的qRTPCR分析結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果基本一致，表明結(jié)果真實(shí)可靠。

3 結(jié)論與討論

本研究中利用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)，分析了4 個(gè)發(fā)育時(shí)期‘貴妃’杧果胚敗育果和胚正常果中，調(diào)控6 種植物激素生物合成的關(guān)鍵基因的表達(dá)模式，結(jié)果表明ET、IAA 和ABA 共同調(diào)控了‘貴妃’杧果胚敗育果的早熟，GA 調(diào)控了胚正常果果形更大，杧果在受到外界環(huán)境脅迫的時(shí)候，更容易產(chǎn)生胚敗育果。

早期的杧果胚敗育研究主要集中在生理機(jī)制和栽培技術(shù)方面，與激素相關(guān)的研究主要聚焦在外源激素處理對(duì)杧果果實(shí)發(fā)育、果實(shí)品質(zhì)的影響等方面。近年來，隨著轉(zhuǎn)錄組技術(shù)的發(fā)展和成本的降低，轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)在杧果研究中的應(yīng)用逐漸增多，但對(duì)關(guān)鍵成分生物合成及代謝機(jī)制的研究報(bào)道較為鮮見。

本研究結(jié)果表明，合成ET 的關(guān)鍵基因在花后第14、16 周時(shí)在敗育果中的表達(dá)量更高，而在花后第18 周時(shí)在正常果中的表達(dá)量更高。ET 作為一種多功能的植物激素，其主要功能之一就是促進(jìn)果實(shí)成熟。對(duì)于杧果這類呼吸躍變型水果而言，果實(shí)中ET 含量升高，則果實(shí)成熟會(huì)被啟動(dòng)。ACS和ACO 基因在植物果實(shí)發(fā)育過程中通過催化ET的合成來促進(jìn)果實(shí)成熟。本研究結(jié)果表明，ACO基因在胚敗育杧果中的表達(dá)量高峰比胚正常果早2 周左右，同一株‘貴妃’杧果樹上的敗育果比正常果提前1 ～ 2 周成熟，這證實(shí)ACO 基因的高表達(dá)主導(dǎo)了胚敗育‘貴妃’杧果早熟性狀的形成。

許多植物的內(nèi)源IAA 合成水平隨著果實(shí)的生長(zhǎng)發(fā)育逐漸降低[31-32]。本研究結(jié)果表明，調(diào)控‘貴妃’杧果IAA 合成的大部分基因是在果實(shí)發(fā)育前期表達(dá)，說明杧果果實(shí)發(fā)育過程中IAA 的合成與其他植物存在著一致性規(guī)律。在IAA 合成途徑中，將色氨酸轉(zhuǎn)化為IAA 有3 條途徑，根據(jù)調(diào)節(jié)杧果果實(shí)中IAA 合成不同途徑關(guān)鍵基因的表達(dá)模式，可以推測(cè)在‘貴妃’杧果中，前期主要通過吲哚-3- 丙酮酸途徑和色胺途徑合成IAA，后期主要通過吲哚-3- 乙腈途徑合成IAA。此外，杧果果實(shí)的IAA 合成途徑中除ALDH 基因以外，YUCCA、TAA1、DDC 和E3.5.1.4 共4 個(gè)基因家族的11 個(gè)IAA 合成相關(guān)基因在敗育果中的表達(dá)量均低于正常果。IAA 是促進(jìn)果實(shí)體積增長(zhǎng)的重要激素，正常果中的IAA 合成基因表達(dá)量高于敗育果，說明其IAA 合成比敗育果旺盛，這可能是正常果體積遠(yuǎn)大于胚敗育果的主要原因。此外，周麗萍等[33]認(rèn)為IAA 水平的下降可導(dǎo)致細(xì)胞對(duì)ET 更為敏感，這可能是敗育果比正常果成熟早的另一個(gè)原因。

ABA 和GA 在生物合成中共享甲羥戊酸途徑的早期部分[34-35]。在本研究中，調(diào)控ABA 合成前期的基因大多在胚敗育果中表達(dá)量高，調(diào)控GA 合成的基因大多在胚正常果中表達(dá)量高，據(jù)此推測(cè)，ABA 和GA 合成的共同底物牻牛兒基牻牛兒基焦磷酸在胚敗育果中主要參與ABA 的合成，在胚正常果中主要參與GA 的合成。Wu 等[36] 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在凱特杧果果實(shí)中ABA 信號(hào)可以直接誘導(dǎo)一些響應(yīng)因子的表達(dá)，導(dǎo)致杧果果實(shí)成熟相關(guān)基因的上調(diào)。結(jié)合本研究結(jié)果推測(cè)，ABA 在胚敗育果中的含量可能高于胚正常果，這可能是敗育果成熟早的原因之一。但是因?yàn)閰⑴cABA 合成后期的基因和參與ABA 代謝的基因在不同發(fā)育時(shí)期的表達(dá)模式不一致，所以這一結(jié)論還有待驗(yàn)證。

GA 的合成水平與果實(shí)大小相關(guān)，在杧果生產(chǎn)中，為了促進(jìn)果實(shí)膨大，果農(nóng)也會(huì)廣泛使用噴施外源GA 的方法[37]。本研究結(jié)果表明，在‘貴妃’杧果果實(shí)GA 合成途徑中，參與GA 合成的關(guān)鍵基因GA3 和KAO 均為在正常果中的表達(dá)量更高，這可能是正常果比敗育果體積更大的另一個(gè)原因。

主導(dǎo)BR 生物合成的CYP724、CYP90D1、CYP92A6 和CYP85A1 共4 基因家族的6 個(gè)關(guān)鍵基因在不同時(shí)期的胚敗育果和正常果中的表達(dá)不存在一致性規(guī)律，說明杧果胚敗育果的發(fā)育成熟與BR 無明確關(guān)系。

JA 主要是作為抗性激素在植物抗逆的生物過程中起重要作用。本研究結(jié)果表明，調(diào)控JA 合成的DAD1、LOX2S、AOS、AOC、OPR、OPCL1、ACX、MFP2 和ACAA1 共9 個(gè)基因家族的16 個(gè)關(guān)鍵基因大多在敗育果中表達(dá)量更高，其原因可能有2 種：一是胚敗育現(xiàn)象的出現(xiàn)與植物受到環(huán)境的脅迫有關(guān)，在受到脅迫的環(huán)境下更容易出現(xiàn)胚敗育現(xiàn)象，這也與Shaban 等[38] 的研究結(jié)果一致；二是敗育果的發(fā)育存在缺陷對(duì)于植物本身而言就屬于一種脅迫，更容易誘導(dǎo)JA 合成關(guān)鍵基因的高表達(dá)。

從研究結(jié)果可以看出，不同植物激素合成代謝相關(guān)基因在不同發(fā)育階段的‘貴妃’杧果正常果和敗育果中的表達(dá)模式較為復(fù)雜，尤其是ABA和BR 合成代謝相關(guān)基因幾乎不存在一致性的規(guī)律，這可能與本研究中樣品采集時(shí)期較少有關(guān)。下一步將從坐果初期開始定期采樣，直至果實(shí)成熟，利用更多發(fā)育時(shí)期的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)對(duì)‘貴妃’杧果胚敗育果發(fā)育過程中的植物激素合成代謝相關(guān)基因的表達(dá)模式開展進(jìn)一步研究。因?yàn)橹参锛に卣{(diào)控的生物過程多且復(fù)雜，既有獨(dú)立作用，也有協(xié)同調(diào)控，所以僅采用轉(zhuǎn)錄組分析不能完全闡明植物激素在胚敗育果和胚正常果中的作用，今后還應(yīng)進(jìn)行靶向代謝組分析，并進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證。

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[ 本文編校：聞 麗]