比较转录组分析为梨树的矮化机制提供了见解

《BMC Genomic Data》：Comparative transcriptome analysis provides insights into the dwarfing mechanism of pear trees

摘要

背景

在现代果园中，矮化特性对于集约化栽培和节省劳动力管理至关重要。然而，导致梨树矮化的分子机制仍很大程度上不清楚。在此，我们对矮化梨品种与‘Cuiguan’梨品种进行了比较转录组分析。

结果

与‘Cuiguan’相比，矮化梨品种的节间和枝条长度显著较短。组织学分析显示，矮化梨品种的皮层细胞排列紊乱且不规则，比‘Cuiguan’的皮层细胞更长。通过对矮化品种和‘Cuiguan’幼苗的顶芽进行比较转录组分析，共鉴定出13,169个差异表达基因（DEGs）。功能富集分析表明，与植物激素生物合成和信号转导相关的功能术语在DEGs中占比较高。参与油菜素内酯（BR）和赤霉素（GA）生物合成的基因在矮化品种中表达下调。此外，还鉴定出参与转录调控和细胞壁形成的基因，这些基因可能在树木矮化过程中起作用。另外，研究了包含控制矮化性状的显性基因PcDw位点的染色体区域内的基因表达水平，该基因在矮化梨品种和‘Cuiguan’中均有表达。基于比较分析，认为该区域中的9个基因与矮化性状密切相关。

结论

矮化品种与‘Cuiguan’在组织结构上存在显著差异，矮化现象主要与细胞分裂和伸长缺陷有关。比较转录组分析发现了一组参与植物激素生物合成、信号传导以及细胞壁生物合成、修饰和降解的差异表达基因（DEGs）。通过将转录组数据与PcDW位点的信息相结合，确定了9个关键候选基因。总体而言，本研究的结果为理解梨树矮化的机制提供了见解。