侧柏(Platycladus orientalis)是中国特有的雌雄同株针叶树种,在城市园林绿化和荒山造林中发挥着重要作用。然而,其产生的大量花粉在春季极易引发花粉过敏。阐明侧柏雄球花形成和发育的潜在机制对于更好地调控雄球花产量至关重要。已知赤霉素(GA)可调控植物的多种生殖和发育过程。尽管GA在被子植物生殖转化中的调控作用已得到相对充分的研究,但其在针叶植物中的功能仍知之甚少。因此,本研究阐明了GA处理后的基因表达机制,并对GA施用后的雄球花数量进行了统计分析。结果表明,使用 150 mg/L GA3 处理使雄球花数量增幅最大,达到 84.2%。将喷施 GA3 后不同发育阶段雄球花的内源激素含量和转录组谱与对照组进行了比较。在生殖转化和发育过程中,处理组的 GA3 和 IAA 浓度显著高于对照组;而 ABA 和 ZT 含量低于对照组,且在分化期无显著差异。在整个发育阶段总共鉴定出 13,661 个差异表达基因(DEGs)。其中,201 个 DEGs 参与内源激素生物合成和信号转导,85 个 DEGs 与生殖转化和发育相关。这些发现表明,侧柏的生殖转化受到多种内源激素相互作用的调控。此外,通过 GO、KEGG 和 WGCNA 分析构建了与雄球花发生和发育相关的共表达网络。鉴定出包括 GAI1、AGL8、GGM13、AP1 和 AGL6 在内的核心调控基因,并揭示了它们在不同发育阶段的表达模式。建立了描述 GA 诱导侧柏雄球花形成和发育的基因调控网络模型,表明从营养生长到生殖生长的调控网络更为复杂。本研究为深入系统全面地理解侧柏雄球花形成和发育的分子机制提供了依据。
Liao et al. (Fri,) 对该问题进行了研究。