NAC类转录因子在‘砀山酥梨’黄化叶复绿过程中的表达分析

为探讨NAC转录因子在梨缺铁黄化叶复绿过程中的表达特性,并筛选响应该过程的核心NAC因子,以清水处理正常梨树叶片（N）和黄化梨树叶片（C）为对照（CN和CC）,再次探讨了外源0.2% FeSO4溶液对梨缺铁黄化叶复绿和Fe2+积累的影响,研究了其关键PbrNAC基因的生物学性质,组织表达特异性以及复绿过程中的表达模式,并阐述了其与叶内Fe2+积累的关联性。其结果表明,（1）于N和C内共鉴定到含NAM结构域的21个显著差异表达的PbrNAC基因,涉及8个亚族,其长度不均,motif数从4到9不等,内含子数较少。（2）该基因倾向于根中表达,且均可响应缺铁黄化叶的复绿,其中Pbr032231.1/Pbr021393.1/Pbr026635.1/Pbr038615.1/Pbr019210.3/Pbr019212.1/Pbr002372.1这7个基因在CC内的表达量显著低于CN内表达量,且FeSO4处理后,其各时期表达量均较CC显著上调;与之相反,Pbr007284.1/Pbr016205.1/Pbr007673.1等14个PbrNAC基因均在CC内显著高表达,而FeSO4处理后,其各时期表达量总体较CC显著下降。（3）各叶样内Fe2+含量与Pbr007284.1/Pbr016205.1/Pbr007673.1基因的表达量呈显著负相关,且该3个基因的表达与Pbr016932.1/Pbr027956.1/Pbr029956.1/Pbr026635.1等基因的表达显著相关。（4）多数PbrNAC在正常梨树根系和黄化梨树根系中的表达趋势与其在CN和CC内的表达趋势基本一致,说明其在地下部根系与地上部叶内可能存在表达协同性。以上结果表明,梨PbrNAC基因可能与梨树缺铁胁迫响应和缺铁黄化叶的复绿相关,其中Pbr007284.1/Pbr016205.1/Pbr007673.1可能起重要调控作用。     

‘砀山酥梨’黄化叶复绿过程中内源IAA含量及其信号转导基因的表达量分析

为探讨IAA在梨黄化叶复绿过程中的作用,以‘砀山酥梨’(Pyrus bretschneideri Rehd.)黄化植株与正常植株为试材,对生长期黄化植株叶面喷施0.2%FeSO_4溶液,于处理后第3、6、9、12天分别观察黄化叶复绿情况,取样测定黄化叶片复绿过程中各时期叶片与对照组(正常、黄化)叶片的Fe~(2+)含量、内源IAA含量、IAA相关信号转导基因相对表达量,并分析Fe~(2+)、IAA含量及相关基因表达量之间相关性。结果表明:(1)FeSO_4溶液处理可使梨黄化叶片复绿,且黄化叶面在处理后第3天开始出现复绿斑点,在处理后第6、9天时出现大范围的复绿斑块,第12天整叶复绿。(2)ELISA测定结果显示,对照组正常叶的内源IAA含量显著高于对照组黄化叶,FeSO_4处理后各个时期的复绿叶内IAA含量均显著高于对照组(正常叶和黄化叶)。(3)qRT-PCR结果显示,对照组黄化叶内AUX1.1/1.3、GH3.1/3.2/3.5、SAUR1/2/3/4、AUX/IAA1/2/3/7表达量均显著高于对照组正常叶,FeSO_4处理后其表达量大多较黄化叶显著减少;而对照组黄化叶内TIR1.1、GH3.3/3.4、AUX/IAA4/5/6表达量均显著低于对照组正常叶,FeSO_4处理后其各时期表达量均较黄化叶显著增加。(4)对照组黄化叶内ARF3/4/5/6/7/8/9/10/15/17/18/19/20/21/22/23表达量均显著低于正常叶,FeSO_4处理显著促进了ARF3/5/6/9/19/20/21/22/23的表达;而对照组黄化叶内ARF1/2/11/12/13/14表达量显著高于正常叶,FeSO_4处理则显著抑制了ARF1/2的表达。(5)相关性分析结果表明,FeSO_4处理后复绿叶内显著增加的Fe~(2+)含量主要与AUX/IAA5、AUX/IAA6表达量显著上调相关;而IAA含量的显著增加则与GH3.3表达量显著上调、与SAUR1/2表达量显著下调相关。两者之间相关网络图错综复杂,其简要途径为:Fe~(2+)→AUX/IAA5、AUX/IAA6→(ARF14)→ARF5→SAUR1、AUX/IAA1→SAUR2/TIR1.1/GH3.3→IAA。研究认为,IAA及其信号转导基因在FeSO_4所诱导的‘砀山酥梨’缺铁黄化叶复绿过程中可能发挥重要作用。