从根到叶：斐济高大椰子和斐济矮小椰子生长及应激适应背后的遗传特征

《Tropical Plant Biology》：From Roots to Leaves: Genetic Signatures Underlying Growth and Stress Adaptation in Fiji Tall and Fiji Dwarf Coconut

　　

摘要

椰子（Cocos nucifera L.）是全球最重要的经济多年生作物之一，但与其他主要油料作物相比，其品种间的分子变异基础研究相对不足。Fiji Tall和Fiji Dwarf是两种对太平洋岛地区具有农学意义的椰子品种，它们在生长习性、植株结构和发育特征方面存在显著差异。为了探讨这些差异的分子基础，我们使用Illumina双端RNA测序技术对这两种品种的叶片、茎和根组织进行了全面的参考基因组引导的转录组分析。经过处理后的读段通过HISAT2与海南高株椰子的染色体水平参考基因组进行了比对，然后使用featureCounts对基因表达水平进行了量化。通过DESeq2进行差异表达分析，分别在叶片、茎和根组织中鉴定出3,155个、6,904个和7,448个差异表达基因（DEGs），其中有716个基因在三种组织中均被检测到。基因本体论（GO）和KEGG通路富集分析表明，在Fiji Tall中上调的基因主要与生物合成、结构和初级代谢过程相关，而在Fiji Dwarf中上调的基因则更多地参与应激响应、防御相关和调控通路。针对茎生长相关基因的靶向分析发现，包括CnGA20ox1在内的关键植物激素代谢基因以及生长素、细胞分裂素和油菜素内酯相关基因存在差异表达，这表明Fiji Tall和Fiji Dwarf的对比生长习性受协调的激素调节。进一步结合可变剪接分析后发现，在根组织中应激和信号传导相关基因的剪接模式存在差异。本研究为Fiji椰子品种提供了首个全面的、多组织的转录组资源，并为太平洋地区的椰子基因组学和育种计划奠定了基础性分子框架。