着色香葡萄大果型芽变的转录组及赤霉素相关基因表达分析

郭宇琦; 苟正熙; 邹利人; 白瑞雯; 闫可; 齐晓光; 温景辉; 王思琪; 王思洋; 申海林

doi:10.13925/j.cnki.gsxb.20250398

果树学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (5) : 1061 -1073. DOI: 10.13925/j.cnki.gsxb.20250398

着色香葡萄大果型芽变的转录组及赤霉素相关基因表达分析

郭宇琦, 苟正熙, 邹利人, 白瑞雯, 闫可, 齐晓光, 温景辉, 王思琪, 王思洋, 申海林

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摘要

【目的】探究着色香葡萄大果型芽变果粒大的机制。【方法】以着色香葡萄及其大果型芽变果实为材料，通过转录组测定及qRT-PCR表达分析，结合果粒大小、果皮厚度、赤霉素酶活性检测和相关性分析，明确影响果实膨大的关键基因。【结果】着色香大果型芽变的果粒和果穗显著大于着色香。花后15 d，芽变表皮细胞为三层，着色香为一层；芽变果肉细胞为不规则椭圆形，着色香为不规则卵圆形。果实成熟期，芽变的果皮较厚且木栓化程度高；芽变亚表皮细胞多呈不规则囊泡状，着色香多呈锥形或长梭形；芽变果肉细胞呈不规则囊泡形，着色香呈不规则卵圆形。花后15 d，幼果转录组测序结果表明，两者差异基因数2242个，上调1167个、下调1075个；GO富集分析中，差异基因主要涉及膜相关基因、转录因子及相关酶活基因，其中膜相关差异基因最多；KEGG富集分析中，差异基因主要富集于次级代谢产物的生物合成、氨基酸生物合成以及卡尔文循环固碳等途径。着色香VvKO、VvGA2ox2、VvGA2ox4和VvGA3ox4基因的表达量显著高于芽变，且VvGA2ox2、VvGA2ox4表达量为芽变的751.00倍和30.67倍；着色香GA2ox酶活性为芽变的1.3倍，芽变幼果中GA₃、GA₄和GA₇含量均显著高于着色香。【结论】赤霉素通过影响次级代谢产物的生物合成、氨基酸生物合成以及卡尔文循环固碳等途径，调控膜相关基因、转录因子及相关酶活性等基因表达，促使着色香及其大果型芽变的果实大小及细胞形态产生明显差异。赤霉素相关基因VvKO、VvGA2ox2、VvGA2ox4和VvGA3ox4为影响着色香葡萄大果芽变果实发育的重要因子。