园艺学报 ›› 2025, Vol. 52 ›› Issue (4): 883-896.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2024-0371
唐伶俐1,2, 贺玉花1, 王庆涛1, 安璐璐1, 徐永阳1, 张健1, 孔维虎1, 户克云1, 赵光伟1,2,*()
收稿日期:
2024-12-18
修回日期:
2025-02-19
出版日期:
2025-05-08
发布日期:
2025-04-25
通讯作者:
基金资助:
TANG Lingli1,2, HE Yuhua1, WANG Qingtao1, AN Lulu1, XU Yongyang1, ZHANG Jian1, KONG Weihu1, HU Keyun1, ZHAO Guangwei1,2,*()
Received:
2024-12-18
Revised:
2025-02-19
Published:
2025-05-08
Online:
2025-04-25
摘要:
甜瓜果实按照成熟习性可分为非呼吸跃变和呼吸跃变两种类型,其不同的激素、糖类代谢等成熟相关调控机制不十分清楚。对非呼吸跃变和呼吸跃变型甜瓜成熟果实进行激素代谢物分析,发现非呼吸跃变型甜瓜果实中脱落酸(ABA)、1-氨基环烷羧酸(ACC)、反式玉米素核苷-5′-单磷酸二钠盐(tZRMP)和生长素含量较高;进一步对非呼吸跃变型和呼吸跃变型甜瓜成熟果实的差异代谢物进行KEGG富集分析,结果表明“代谢途径”“植物激素信号转导”和“各种生物碱的生物合成”在非呼吸跃变型和呼吸跃变型甜瓜成熟果实中差异较大。通过RNA-seq建库和qRT-PCR鉴定到CmARF,CmARR2-like,CmGAI-like,CmPP2C,CmACO和CmEIL与激素代谢差异表达相关。在非呼吸跃变型甜瓜果实成熟中,ABA、吲哚、ACC和GA起关键作用;但在呼吸跃变型甜瓜果实中,除ABA外,IAA、GA和ETH信号通路也参与了调控。
唐伶俐, 贺玉花, 王庆涛, 安璐璐, 徐永阳, 张健, 孔维虎, 户克云, 赵光伟. 非呼吸跃变和呼吸跃变型甜瓜成熟果实的激素与转录组分析[J]. 园艺学报, 2025, 52(4): 883-896.
TANG Lingli, HE Yuhua, WANG Qingtao, AN Lulu, XU Yongyang, ZHANG Jian, KONG Weihu, HU Keyun, ZHAO Guangwei. Hormonal and Transcriptome Analysis of Ripe Fruits of Non-Climacteric and Climacteric Melon[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(4): 883-896.
引物名称 Primer name | 引物序列(5′-3′) Primer sequence | 引物名称 Primer name | 引物序列(5′-3′) Primer sequence |
---|---|---|---|
RT-CmARF-F | GGCAGTCTTGTGTTTCGGC | RT-CmGH3.3-2-R | TCCCCATTGGCAATACGGT |
RT-CmARF-R | GCTCCAGATTCGTCGATGC | RT-CmACO-F | GAGCGACCGACCATCTTAG |
RT-CmARR2-like-F | GTCTACGGCCAGTTCCAGT | RT-CmACO-R | CGTTTAGTCCTTTGCTGGC |
RT-CmARR2-like-R | GAGTGCATCCTCCGCTCG | RT-CmGAI-like-F | CGGAGGATCGTGAAAGGAG |
RT-CmEIL-F | GCTCCACCAACGGATCCTG | RT-CmGAI-like-R | GCTCCAACTTCAAAGCGAC |
RT-CmEIL-R | GCCTGGTCTTGAGACTGTCG | RT-CmACTIN-F | GCATCTCTAAGTACCTTCC |
RT-CmGH3.3-2-F | TGTCACTACCAACGCCGAC | RT-CmACTIN-R | CCAACTAAAGGGAAATAAC |
表1 本研究中所用定量引物
Table 1 The qRT-PCR primers used in this study
引物名称 Primer name | 引物序列(5′-3′) Primer sequence | 引物名称 Primer name | 引物序列(5′-3′) Primer sequence |
---|---|---|---|
RT-CmARF-F | GGCAGTCTTGTGTTTCGGC | RT-CmGH3.3-2-R | TCCCCATTGGCAATACGGT |
RT-CmARF-R | GCTCCAGATTCGTCGATGC | RT-CmACO-F | GAGCGACCGACCATCTTAG |
RT-CmARR2-like-F | GTCTACGGCCAGTTCCAGT | RT-CmACO-R | CGTTTAGTCCTTTGCTGGC |
RT-CmARR2-like-R | GAGTGCATCCTCCGCTCG | RT-CmGAI-like-F | CGGAGGATCGTGAAAGGAG |
RT-CmEIL-F | GCTCCACCAACGGATCCTG | RT-CmGAI-like-R | GCTCCAACTTCAAAGCGAC |
RT-CmEIL-R | GCCTGGTCTTGAGACTGTCG | RT-CmACTIN-F | GCATCTCTAAGTACCTTCC |
RT-CmGH3.3-2-F | TGTCACTACCAACGCCGAC | RT-CmACTIN-R | CCAACTAAAGGGAAATAAC |
图1 甜瓜非呼吸跃变型(P15、P45)和呼吸跃变型(X751、X757)果实表型 FL:果长/cm;FD:果宽/cm;SS:可溶性固形物/°Bx
Fig. 1 Fruit phenotypes of the non-climacteric(P15,P45)and climacteric(X751,X757)melon FL:Fruit length/cm;FD:Fruit width/cm;SS:Soluble solids/°Bx
图2 甜瓜非呼吸跃变型(P15、P45)和呼吸跃变型(X751、X757)果实激素含量比较 非呼吸跃变型和呼吸跃变型果实激素含量进行组间比较,P15,P45与X751,X757中所列激素含量都存在极显著差异。t-Test,** P < 0.01
Fig. 2 The comparative hormone content analysis in the non-climacteric(P15,P45)and climacteric(X751,X757)melon The significant differences in hormones contents listed in P15,P45(non-climacteric melon)and X751,X757(climacteric melon),when comparing the hormone content between the two different groups. Student’s t-test,** P < 0.01
图3 甜瓜非呼吸跃变型(P15、P45)和呼吸跃变型(X751、X757)果实差异代谢物KEGG富集分析
Fig. 3 KEGG enrichment blot analysis of differential metabolites of the non-climacteric(P15,P45)and climacteric(X751,X757)melon
图4 甜瓜非呼吸跃变型(P15、P45)和呼吸跃变型(X751、X757)果实转录组主成分分析(A)和差异表达基因数量韦恩图(B、C)
Fig. 4 Principal component(A)and DEGs analysis(B,C)of the non-climacteric(P15,P45)and climacteric melon(X751,X757)
图5 甜瓜非呼吸跃变型(P15、P45)和呼吸跃变型(X751、X757)果实蔗糖代谢相关基因转录分析 非呼吸跃变型和呼吸跃变型果实基因表达进行组间比较。t-Test,∗∗ P < 0.01
Fig. 5 Genes related to sugar metabolite of the non-climacteric(P15,P45)and climacteric(X751,X757)melon Comparison of gene expression between non-climacteric and climacteric fruits. Student’s t-test,∗∗ P < 0.01
图6 甜瓜非呼吸跃变型(A)呼吸跃变型(B)果实激素与基因共表达网络 蓝色和青色模块中显示高度相关的基因的网络,其对应拓扑重叠的阈值为0.08
Fig. 6 Hormone and gene co-expression network analysis of the non-climacteric(A)and climacteric(B)melon The network of the most highly correlated genes which were in the blue and cyan module. In this network,the corresponding topological overlap is above a threshold of 0.08
图7 甜瓜非呼吸跃变型(P15、P45)和呼吸跃变型(X751、X757)果实激素信号途径基因的差异表达 激素信号转导途径参考Kanehisa等(2023)的报道
Fig. 7 DEGs involved in plant hormone signal transduction of the non-climacteric(P15,P45)and climacteric(X751,X757)melon The plant hormone signal transduction pathways were modified from the Kanehisa et al.,2023
图8 甜瓜非呼吸跃变型(P45)和呼吸跃变型(X751)果实激素信号途径基因表达的qRT-PCR检测 以CmACTIN为内参,计算3个生物学反应,误差线表示均值的标准误差。* P < 0.05,** P < 0.01
Fig. 8 The qRT-PCR detection of hormone signaling pathway gene expression in non-climacteric(P45)and climacteric(X751)melon fruits CmACTIN was used as an internal control,and three biological replicates were calculated. Error bars indicate the standard error of the mean. * P < 0.05,** P < 0.01
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[18] |
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[19] |
|
[20] |
|
姜波, 吕远达, 刘淑梅, 闫化学. 2024. 植物激素调控柑橘果实成熟的研究进展. 园艺学报, 51 (12):2928-2944.
|
|
[21] |
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[22] |
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[23] |
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[24] |
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[38] |
|
[39] |
|
[40] |
|
邵凤清, 罗秀荣, 王奇, 张宪智, 王文彩. 2023. 果实成熟过程中的DNA 甲基化调控研究进展. 园艺学报, 50(1):197-208.
|
|
[41] |
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[42] |
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[50] |
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[51] |
|
[52] |
|
张印, 胡路艳, 王淑明, 景丹龙, 郭启高, 梁国鲁. 2023. ABA调控果实成熟研究进展. 园艺学报, 50 (9):1889-1898.
|
|
[53] |
|
[54] |
|
[1] | 田红梅, 王元龙, 王 飞, 潘 弘, 陶 珍, 张 建, 王朋成. 厚皮甜瓜新品种‘金种缘金甜’[J]. 园艺学报, 2025, 52(S1): 153-154. |
[2] | 贺玉花, 徐永阳, 唐伶俐, 户克云, 孔维虎, 张 健, 赵光伟. 甜瓜新品种‘众天红小鲜’[J]. 园艺学报, 2025, 52(S1): 155-156. |
[3] | 王毅, 梁振昌. 基于群体转录组的葡萄远缘杂交遗传机制分析[J]. 园艺学报, 2025, 52(4): 835-845. |
[4] | 袁娟伟, 贾利, 王涵, 严从生, 张其安, 俞飞飞, 甘德芳, 江海坤. 辣椒种质资源疫病抗性鉴定及抗病基因挖掘[J]. 园艺学报, 2025, 52(4): 857-871. |
[5] | 邵一帆, 朱宝庆, 王童欣, 廖建和, 吴繁花, 杨思怡, 冯建行, 于旭东. 基于激素、转录组和代谢组研究木棉皮刺的遗传调控[J]. 园艺学报, 2025, 52(4): 933-946. |
[6] | 田玉凤, 马松亚, 杨安, 韩晓蕾, 张彩霞. 苹果砧木B9再生体系的建立与优化[J]. 园艺学报, 2025, 52(4): 947-958. |
[7] | 吝茹雪, 王斐, 张艳杰, 马力, 刘肖烽, 李舒然, 刘亚龙, 王晨, 姜淑苓, 欧春青. 梨矮生相关基因转录组筛选与功能分析[J]. 园艺学报, 2025, 52(3): 545-560. |
[8] | 李芮, 王稳, 杜明辉, 刘根忠, 马方放, 包志龙. SlBON1调控番茄植株营养生长机制的研究[J]. 园艺学报, 2025, 52(1): 73-87. |
[9] | 贺丹丹, 何宏泰, 王文庭, 周文美, 刘燕敏, 刘骕骦. 甜瓜GolS家族基因鉴定及其响应低温胁迫的表达分析[J]. 园艺学报, 2025, 52(1): 136-148. |
[10] | 史兴秀, 冯贝贝, 闫鹏, 耿文娟, 朱玛孜拉·沙尔山木汗. ‘王林’苹果早期水心病发生过程中的相关生理变化[J]. 园艺学报, 2025, 52(1): 171-184. |
[11] | 任思源, 陈森, 龙治坚, 王博雅, 唐登国, 王正前, 杨斌, 胡尚连, 曹颖. 花魔芋球茎发育期氮分配变化和相关基因表达分析[J]. 园艺学报, 2024, 51(9): 2019-2030. |
[12] | 刘港运, 段世享, 许娜娜, 郭姚淼, 豆峻岭, 杨森, 牛欢欢, 刘东明, 杨路明, 胡建斌, 朱华玉. 分子标记辅助构建甜瓜矮化基因Cmerecta近等基因系[J]. 园艺学报, 2024, 51(9): 2048-2062. |
[13] | 张勇, 马建祥, 魏春华, 李好, 杨建强, 张显. 厚皮甜瓜新品种‘农大甜10号’[J]. 园艺学报, 2024, 51(9): 2225-2226. |
[14] | 李洁, 武超, 贾祥堑, 王娟. ‘壶瓶枣’果皮着色物质及其相关基因筛选[J]. 园艺学报, 2024, 51(8): 1728-1742. |
[15] | 匡美美, 李黎, 马建伟, 刘原, 蒋鸿霏, 雷瑞, 满玉萍, 王一帆, 黄波, 王彦昌, 刘世彪. 利用中华猕猴桃杂交后代转录组测序筛选抗溃疡病相关基因[J]. 园艺学报, 2024, 51(8): 1743-1757. |
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