综合运用生理学、转录组学和代谢组学分析方法，研究了沃根柑橘（Wogan mandarin）在栽培过程中秋季枝条自我修剪及果实成熟的相关机制

《BMC Plant Biology》：Integrated physiological, transcriptomic and metabolomic analyses characterize treatment-associated autumn shoot self-pruning and maturation in Wogan mandarin

　　

摘要

背景

秋季枝条的成熟对柑橘树冠的管理及其后续的生殖发育非常重要。我们比较了五种叶面处理方法，但由于所使用的盐分浓度不等，并且KH?PO?同时提供了钾（K）和磷（P），因此将其效果视为特定处理方法的影响。

结果

对15棵三岁的沃根柑橘树（每种处理方法三棵树）进行了两次处理，分别使用清水（CK）、0.3%（w/v）KNO?、0.3% KH?PO?、0.3% K?SO?以及一种海藻多糖产品。在基于等权重的探索性分析框架下，KH?PO?的综合得分最高（0.858），并在所有11次去除一个指标的分析中始终排在首位。纵向混合模型检测到处理方法与时间之间的交互作用，这些交互作用表现为枝条长度、枝条直径、节间长度、叶片数量、叶片宽度和叶片厚度的变化，但未观察到自我修剪率或SPAD的变化。对CK和KH?PO?处理后的叶片及茎部进行的RNA-seq分析和非靶向LC-MS代谢组学分析显示了组织类型和发育阶段依赖性的响应。在处理后3天时，VIP值大于1且P值小于0.05的代谢物数量最多（叶片中有554个特征，茎部中有357个特征）；而在处理后3天时，只有31个叶片特征和1个茎部特征的VIP值大于1且BH q值小于0.05；其余六组比较中均未发现此类特征。共表达分析、潜在的蛋白质相互作用（PPI）分析和代谢途径分析优先考虑了与木质素、激素和氧化还原反应相关的候选分子。对九个基因进行的qRT-PCR检测发现了19个具有统计学显著性的组织-时间响应，并验证了几个关键的RNA-seq表达模式。

结论

叶面施用KH?PO?与叶片中高钾含量、低钠含量、碳-渗透调节能力增强、氧化还原状态稳定以及与木质素相关的转录活动有关。这些数据确定了与处理方法相关的候选代谢途径和基因，而非特定于钾或磷的单一机制。