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为解决人参(Panax ginseng)栽培中低温致越冬芽休眠影响产量和药用价值的问题,研究人员开展了对耐寒敏感品种 Yeonpoong(YP)和耐寒不敏感品种 Geumsun(GS)低温响应机制的研究。发现不同品种差异表达基因(DEGs),明确相关激素通路,为培育更抗逆品种提供依据。
人参(
Panax ginseng)是韩国应用最广泛的草药之一,因其具有众多药用特性而闻名。在栽培过程中,寒冷及其他环境胁迫会诱导人参的越冬芽休眠,进而降低作物产量和药用价值。
为了找出人参中与休眠调控相关的基因,研究人员对冷敏感品种延丰(Yeonpoong,YP)和冷不敏感品种锦顺(Geumsun,GS)的低温响应机制展开研究。在低温处理下,YP 的芽萌发受到限制,而 GS 的芽无论是否经受低温都能萌发。
研究人员对两个品种的对照样本和低温处理样本进行 RNA 测序,确定了 YP 和 GS 共有的 696 个差异表达基因(Differentially Expressed Genes,DEGs),GS 特有的 802 个 DEGs,以及 YP 特有的 1569 个 DEGs。基因本体论(Gene Ontology,GO)分析显示,两个品种的 DEGs 中都富含与冷刺激相关和生长素响应的基因。通过基因集富集分析(Gene Set Enrichment Analysis,GSEA)进行的进一步功能注释表明,乙烯响应基因在 GS 中特异性富集,而脱落酸(Abscisic Acid,ABA)响应基因和 DELLA 同源基因在 YP 中选择性富集。网络分析表明,赤霉素(Gibberellin,GA)和 ABA 相关基因可能在通过激素和低温信号通路调节越冬芽休眠中起关键作用。
总体而言,这项研究为解析人参越冬芽组织中低温信号的介导分子机制提供了新的见解,为培育更具抗逆性的品种奠定了基础。