赤霉酸与矮壮素通过激素信号转导及昼夜节律通路调控柠檬芽分化的分子机制

《BMC Plant Biology》：Transcriptome-based analysis of the role of endogenous hormones in regulating flower development in lemon (Citrus limon (L.) Burm.)

　　摘要背景赤霉素是大多数果树上主要的成花抑制剂，这与赤霉素在模式植物中的作用显著不同。抑制果树体内内源赤霉素的形成是矮壮素（PBZ）最重要的作用机制，随后被用于实现对植物芽分化的调控。在本研究中，我们检验了赤霉酸和矮壮素对柠檬芽分化的影响。结果我们的研究结果表明，矮壮素处理所导致的脱落酸与玉米素核苷（ABA/ZR）比值升高，显著增加了成花枝条的数量。相反，外源赤霉酸的施用显著提高了内源赤霉酸含量，并对芽分化表现出抑制作用。值得注意的是，昼夜节律通路中与开花相关基因在赤霉酸处理后的表达水平降低。通过整合代谢组学与转录组学分析，研究表明外源赤霉酸的施用导致差异基因表达及赤霉素含量的显著增加。此外，这些基因与赤霉素A4、赤霉素A7及异戊烯基腺苷水平的降低相关。结论本研究结果从分子层面揭示了赤霉酸和矮壮素如何通过激素信号转导通路及昼夜节律通路调控柠檬芽分化，涉及开花相关基因的差异表达和代谢物变化（GA?、GA?、异戊烯基腺苷、GA?及反式玉米素核苷），从而为柠檬的成花调控提供了调控框架。