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为探究龙眼（Dimocarpus longan Lour.）根衰老（RS）的调控机制，研究人员对其主根和侧根进行多组学及激素定量分析。结果发现不同植物激素参与主、侧根衰老调控，该研究为了解龙眼 RS 提供基础。
在植物的生长历程中，衰老如同生命的倒计时，是不可避免的阶段。对于植物来说，叶片和果实的衰老常常受到人们的关注，相关研究也较为丰富。然而，根系的衰老却像是被遗忘的角落，尤其是多年生树木的根系，其衰老过程充满了未知。就拿龙眼这一重要的热带 / 亚热带常绿果树来说，它的根系分为主根和侧根，主根负责稳固植株、传输养分，侧根则承担着吸收的重任。但龙眼主根和侧根的衰老调控机制一直是个谜团，这就像隐藏在黑暗中的宝藏，等待着科研人员去挖掘。为了揭开这个谜团，长江大学园艺园林学院等机构的研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《Plant Growth Regulation》上。
研究人员运用了多种关键技术方法。在样本采集方面，精心培育了近六百颗‘大乌圆’龙眼种子，从一年生长的幼苗中采集主根和侧根样本，并进行细致分组。之后，借助扫描电子显微镜（SEM）观察根段形态，采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法分析根活性。同时，利用转录组分析、蛋白质组分析以及植物激素定量分析等技术，全面深入地探究龙眼根衰老的调控机制。
下面来看看具体的研究结果。在形态观察和根活性分析中，发现主根远端（MDR）表皮光滑、根毛稀少，而近端（MPR）表皮老化、根毛塌陷；侧根中，LMR 根毛密度和长度最大，LPR 根毛出现脱落。根活性方面，LDR 和 LMR 的活性显著高于 LPR，MDR 的活性高于 MMR 和 MPR，这表明主根和侧根都存在衰老现象，且从远端到近端活性逐渐降低。
转录组和蛋白质组分析时，构建了 18 个 cDNA 文库进行转录组分析，筛选出大量差异表达基因（DEGs）。例如，MPR 与 MMR 组相比，有 916 个上调和 1776 个下调的 DEGs。蛋白质组分析通过 DIA 技术筛选肽段，确定了差异积累蛋白（DAPs），如 MPR 与 MMR 组相比，有 166 个上调和 56 个下调的 DAPs 。通过对 DAPs 和 DEGs 的关联分析，发现不同比较组间存在差异，进而进行 GO 和 KEGG 分析，确定了相关的生物过程和信号通路。
在植物激素定量、相关性分析及 KEGG 通路鉴定中，研究人员对多种植物激素进行定量分析，发现不同激素在主根和侧根中的变化模式不同。比如，生长素（IAA）、细胞分裂素（CTK）、茉莉酸（JA）和脱落酸（ABA）仅在主根中表现出显著差异，而 ICA 和 IP 仅在侧根中差异显著，GA?、GA?和 ACC 在主根和侧根中均有显著差异 。同时，根活性与植物激素水平显著相关，不同根段的相关性有所不同。此外，根据激素定量结果，对 ABA 和乙烯（Eth，以 ACC 衡量）的生物合成和信号转导进行了特征分析。
综合研究结果和讨论部分可知，该研究首次对多年生树龙眼的主根和侧根衰老调控进行比较。研究证实，龙眼主根和侧根均经历衰老过程，且衰老从远端向近端推进。转录组和蛋白质组数据显示，大量 DEGs 和 DAPs 参与主根和侧根的衰老过程。KEGG 通路分析表明，主根中类胡萝卜素生物合成（ABA）和类固醇生物合成（BR）通路显著不同，侧根中与植物激素相关的苯丙氨酸代谢（SA）和半胱氨酸及蛋氨酸代谢（Eth）通路差异显著 。植物激素定量和相关性分析进一步确认，ABA 和 Eth 分别在主根和侧根的衰老过程中发挥重要作用。这项研究为龙眼根衰老调控机制提供了全面且深入的见解，丰富了人们对多年生树根系衰老的认知，为后续相关研究奠定了坚实基础，对提高龙眼产量和品质具有重要的理论指导意义。
