芍药切花内参基因筛选及乙烯生物合成关键基因表达分析

摘要

【目的】筛选芍药切花开放至衰老过程中和盛开期不同组织中稳定表达的最适内参基因，深入解析ACS和ACO基因在乙烯介导的芍药切花开放至衰老过程中的功能。【方法】（1）以芍药‘桃花飞雪’为材料，基于qRT-PCR技术分析13个候选内参基因在芍药切花开放至衰老不同时期及盛开期不同组织中表达水平的变化，应用geNorm、NormFinder、BestKeeper等软件和ΔCt法对其表达稳定性进行了评价；通过在线RefFinder网站分析获得候选内参基因表达稳定性的综合排名。（2）利用筛选出的双内参基因，对乙烯生物合成关键基因ACS和ACO在芍药切花开放至衰老不同时期及盛开期不同组织中的表达水平进行定量分析。【结果】（1）在芍药切花开放至衰老的不同时期，geNorm分析表明GAPDH和RAN3表达稳定性最好；NormFinder分析显示RAN3表达最稳定；BestKeeper分析表明18S rRNA表达稳定性最好；RefFinder综合分析表明RAN3和GAPDH为最适内参基因。（2）在盛开期芍药切花花器官不同组织中，geNorm分析表明ARF和PP2A表达稳定性最好；NormFinder分析显示UBQ表达最稳定；BestKeeper分析表明GAPDH表达稳定性最好；RefFinder综合分析表明UBQ和ARF为最适内参基因。（3）在芍药切花开放至衰老过程中，ACS基因表达量显著低于ACO基因表达量，是调控乙烯合成的开关；ACO主要在切花开放前期（瓶插0～12 h）发挥作用；ACS表达量在绽口期和衰败期（瓶插6 h和144 h）均发挥重要作用，并在盛开期对乙烯合成起到限制作用；（4）在芍药切花盛开期不同组织中，ACS基因表达量显著低于ACO,ACS和ACO基因的表达存在组织差异性，且均在茎和花萼中表达较高。【结论】本研究筛选出芍药切花开放至衰老不同时期（RAN3和GAPDH）以及盛开期不同组织中（UBQ和ARF）qPCR定量表达分析的双内参基因组合；乙烯生物合成关键基因ACO主要在芍药切花开放过程发挥作用，ACS基因在芍药切花开放和衰老过程均发挥重要的作用。研究结果将为切花寿命的改良提供参考。

关键词

芍药 / 内参基因 / 表达稳定性 / 开花 / 衰老 / 乙烯生物合成

基金资助

国家重点研发计划（2018YFD1000400）; 国家自然科学基金项目（U1204323）