不同梅树品种的花芽发育过程及花芽中成花基因和看家基因的表达特性

作     者：陈政 董天宇 葛孟清 王晨 CHEN Zheng;DONG Tianyu;GE Mengqing;WANG Chen

作者机构：南京农业大学园艺学院 

出 版 物：《植物资源与环境学报》 (Journal of Plant Resources and Environment)

年 卷 期：2019年第28卷第2期

页      面：32-41页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 071010[理学-生物化学与分子生物学] 090706[农学-园林植物与观赏园艺] 0907[农学-林学] 07[理学] 09[农学] 

基　　金：国家重点研发计划经作专项(2018YFD1000200) 

主　　题：梅树 花期 花芽发育 形态特征 基因表达 花期预测 

摘      要：以梅树(Prunus mume Sieb. et Zucc.)早花品种‘粉红朱砂’(‘Fenhong Zhusha’)和‘淡妆宫粉’(‘Danzhuang Gongfen’),中花品种‘淡粉’(‘Dan Fen’)和‘寒红’(‘Han Hong’),以及晚花品种‘南京红’(‘Nanjing Hong’)和‘晚跳枝’(‘Wantiao Zhi’)为研究对象,对花芽发育过程中花芽的纵径和横径、外部形态和纵剖面结构以及鳞片开裂率进行了测量和观察,并采用RT-qPCR技术分析了花芽中成花基因pm-FD3、pm-AP2和pm-LFY以及看家基因S3a、homol、hsc、somX2、FRIGIDA-like和Subunit37e的相对表达量变化。观察结果显示:供试6个梅树品种花芽的纵径和横径随花芽发育整体呈增大趋势,在花芽发育早期增长迅速,且早花品种的花芽生长速率最快,晚花品种较慢。6个品种中,品种‘粉红朱砂’花芽鳞片开裂率最大,且在2018年1月16日超过50%,而在2018年1月24日前其余5个品种花芽鳞片开裂率均低于50%;总体上看,花芽鳞片开裂率以早花品种最高,晚花品种最低。根据花芽发育的各项指标,确定品种‘粉红朱砂’、‘淡妆宫粉’、‘淡粉’、‘寒红’、‘南京红’和‘晚跳枝’的开花日期分别为2018年的1月16日、2月11日、2月15日、2月23日、2月28日和3月4日。RT-qPCR分析结果显示:在梅树花芽发育过程中,成花基因和看家基因的表达特性以及相对表达量明显不同。其中,pm-LFY和Subunit37e基因在6个品种的花芽发育过程中均持续表达,而pm-FD和FRIGIDA-like基因仅在中花和晚花品种的花芽发育过程中持续表达,其余基因均间断表达;早花品种的成花基因和看家基因的最高表达日期总体上早于中花和晚花品种,且距开花日期的间隔天数也明显短于晚花品种;此外,有些成花基因与部分看家基因的最高表达日期一致或相近。综合分析结果表明:在梅树花芽发育过程中,其花芽结构和外部形态变化以及成花基因和部分看家基因的高表达特性均与其花期早晚相对应;早花品种早开花的特性与部分基因的快速启动有关,对花芽中成花基因和看家基因的相对表达量进行分析有助于梅树花期的预测。