叶面喷水影响芒果叶片午休的转录组分析

【目的】通过组学技术对持续喷水处理的芒果叶片产生的影响进行研究,揭示喷水处理打破“午休”的分子机制,为进一步优化喷水处理条件以实现最佳效果提供科学依据,并对提高芒果产量和品质以及响应国家减肥增效政策具有理论意义。【方法】以元江“台农一号”芒果品种为试验材料,对坐果期芒果在“午休”时段(12:30—14:10)喷水3次,每次喷水20 min,间隔20 min,以不喷水为对照,并以2组3个不同时期叶片进行Illumina Hi SeqTM 62000高通量转录组测序分析,利用基因本体(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库分析“午休”时段喷水与不喷水处理的差异表达基因(DEGs)。采用DESeq对基因表达进行差异分析,以|log2αFC|>1,P<0.05为筛选差异表达基因的条件。【结果】3个时期分别获得3 789,2 885,1 667个差异表达基因。GO分析发现差异基因与细胞组分分类中的膜、膜的固有成分、膜的组成成分等条目密切相关,KEGG分析差异表达基因主要富集在植物激素信号转导、植物MAPK信号通路、植物昼夜节律、氨基糖和核苷酸糖的代谢、类黄酮生物合成、光合生物碳固定、角质和亚硫酸盐及蜡的生物合成、卟啉和叶绿素的代谢、淀粉和蔗糖代谢以及甘油酯质代谢等代谢途径。根据富集结果筛选8个差异表达基因表达分析,经实时荧光定量验证,基因表达趋势与转录组测序结果相符。【结论】CAO和POR基因表达延后,推测喷水处理可以延长叶绿素的合成时间;FBPase和SBPase的基因表达略微降低,推测叶面喷水调控基因的表达量降至缓解芒果午休的最适范围内,有利于树体积累碳同化物,从而提高光合效率。