玉露香梨花器官低温胁迫生理响应和转录组分析

摘要

【目的】分析玉露香梨花器官在持续低温胁迫下的生理与转录组变化，探究响应低温胁迫的分子机制。【方法】以盛花期花器官为材料，于0℃下分别处理不同时长，测定生理指标；对常温及低温处理组进行转录组测序，筛选差异基因并进行功能富集、加权基因共表达网络分析（WGCNA）和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证。【结果】随低温胁迫延长，丙二醛（MDA）含量和相对电导率呈波动上升趋势，抗氧化酶活性、可溶性糖和蛋白含量均呈先上升后下降趋势。差异表达基因（DEGs）在植物激素信号转导、MAPK信号通路、淀粉与蔗糖代谢、脂代谢等通路中显著富集。进一步挖掘到多个低温响应调控因子，包括WRKY53、PP2C51、PP2C06，以及与抗氧化酶活性显著相关的调控因子CAF1、SQE1。qRT-PCR结果证实所选基因表达量变化趋势与转录组一致。【结论】玉露香梨花器官通过协同激活抗氧化防御系统、渗透调节及植物激素信号转导等多条通路应对低温胁迫。WRKY转录因子、激素信号转导基因（如PP2C家族成员）及抗氧化酶相关模块基因参与低温胁迫响应的分子调控。

关键词

玉露香梨 / 低温胁迫 / 生理指标 / 转录组 / 加权基因共表达网络

基金资助

山西省基础研究计划资助项目（202203021211279）;山西省基础研究计划资助项目（202403021222097）; 山西农业大学博士人才引进科研启动项目（2022BQ17）; 曲沃县国家现代农业产业园项目-果树博士工作站建设项目（SXRTFWZB2506-26-3）; 山西省高等学校科技创新项目（2023L044）; 山西省科技成果转化引导专项（202204021301037）; 山西省科技重大专项计划揭榜挂帅项目（202201140601027-2）; 国家重点研发计划项目子任务（2021YFD1901105-X-Y）; 兵团科技计划项目（2024AB040、2023AB004-01）; 山西重点研发计划课题（202402140601010-02）