生理学与转录组学分析：调控山楂（Crataegus Altaica）体外不定根形成的内源性激素

《Journal of Plant Growth Regulation》：Physiological and Transcriptomic Analysis of Endogenous Hormones Regulating in Vitro Adventitious Root Formation in Crataegus Altaica

山楂离体培养中不定根形成涉及IAA、IBA、ABA动态调控及转录组网络分析

　　

摘要

不定根（AR）的形成是山楂组织培养中的关键步骤，内源性激素在其中起着核心的调控作用。本研究通过对Crataegus altaica（Loudon）Lange品种的不定根形成过程进行解剖观察、内源性激素分析及转录组测序，探讨了其形成机制。结果表明，C. altaica的离体幼苗表现出诱导生根的特性，根原基起源于维管形成层。不定根的形成经历了三个阶段：诱导期、起始期和表达期。吲哚-3-乙酸（IAA）的水平在诱导期最高，随后在起始期逐渐下降，在表达期略有上升；而吲哚-3-丁酸（IBA）的水平在起始期的第5至10天达到峰值，之后从第10天起持续下降。脱落酸（ABA）的含量在诱导期减少，但在整个起始期和表达期内持续增加。转录组测序和加权基因共表达网络分析发现，多个基因模块在植物激素信号传导途径中富集，并与IAA、IBA和ABA相关。其中鉴定出21个候选基因和3个与生长素途径相关的枢纽基因。这些结果表明，在山楂的组织培养过程中，IBA会转化为IAA以促进不定根的形成，而ABA和生长素通过动态相互作用共同调控这一过程。本研究为未来探索山楂不定根形成的分子机制奠定了基础。