园艺学报 ›› 2025, Vol. 52 ›› Issue (10): 2713-2726.doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2024-0810
        
               		李慧1, 阚家亮1,2, 李晓刚1,*(
), 王中华1, 蔺经1, 杨青松1
                  
        
        
        
        
    
收稿日期:2024-11-26
									
				
											修回日期:2025-06-03
									
				
									
				
											出版日期:2025-10-25
									
				
											发布日期:2025-10-28
									
			通讯作者:
					基金资助:
        
               		LI  Hui1, KAN  Jialiang1,2, LI  Xiaogang1,*(
), WANG  Zhonghua1, LIN  Jing1, YANG  Qingsong1
			  
			
			
			
                
        
    
Received:2024-11-26
									
				
											Revised:2025-06-03
									
				
									
				
											Published:2025-10-25
									
				
											Online:2025-10-28
									
			摘要:
以‘苏翠1号’梨花芽为试材,比较正常花芽和松散花芽的赤霉素含量,转录组比较分析赤霉素合成途径相关基因表达情况,研究施加赤霉素抑制剂多效唑控制花芽松散的效果,探讨花芽松散与赤霉素之间的关系。结果表明,松散花芽中赤霉素含量显著高于正常花芽,其中GA1、GA3、GA4和GA7含量是正常花芽的1.25 ~ 2.87倍。转录组分析显示松散花芽与正常花芽有3 290个差异表达基因,松散花芽中上调表达的2 046个,下调表达的1 244个。qRT-PCR结果表明,松散花芽中GA2ox1、GA2ox2、GA3ox、GA20ox和GID1基因上调表达,GAI、GASA3/4/6/14、GID2和KAO下调表达,并且与转录组测序结果一致。施加多效唑后一年生枝条腋花芽中赤霉素含量减少,花芽松散比例下降,赤霉素含量与花芽松散比例呈显著正相关(r = 0.94)。喷施多效唑可抑制‘苏翠1号’梨腋花芽中GA2ox1/2、GA3ox、GA20ox、GASA3/4/6/14、GID1和KAO的转录水平,促进GAI和GID2表达,从而调控赤霉素的合成代谢。研究结果表明生长季赤霉素的异常升高会导致梨花芽松散,喷施多效唑通过调控合成途径相关基因表达,抑制赤霉素合成,减轻梨花芽的松散程度。
李慧, 阚家亮, 李晓刚, 王中华, 蔺经, 杨青松. 赤霉素对‘苏翠1号’梨花芽松散的影响[J]. 园艺学报, 2025, 52(10): 2713-2726.
LI Hui, KAN Jialiang, LI Xiaogang, WANG Zhonghua, LIN Jing, YANG Qingsong. Effect of Gibberellin on Wizened Flower Buds Formation of Pyrus pyrifolia Cultivar‘Sucui 1’During the Growing Season[J]. Acta Horticulturae Sinica, 2025, 52(10): 2713-2726.
| 基因名称 Gene name  |  正向引物序列(5′-3′) Forward primer sequence  |  反向引物序列(5′-3′) Reverse primer sequence  |  产物长度/bp Product length  | 
|---|---|---|---|
| Actin7(GWHGBAOS001891) | AATGAACTTCGTGTTGCTCCTG | CACCTGAGTCCAGCACAATACC | 171 | 
| GA2ox1(GWHGBAOS003456) | GACCTCACAAAACCAGACTCCA | TCAACCCAACCAACATCACC | 230 | 
| GA2ox2(GWHGBAOS018799) | AAGGTCATCAACCACGGCG | CCTGCTCTTTGCTTCTCGGA | 101 | 
| GA20ox(GWHGBAOS016723) | GTGCCTCAGTTCTCTTGTCC | GAGCAGCAACCAAGTGTCGT | 168 | 
| GA3ox(GWHGBAOS016475) | TGGCAGATCC CTATAGAGCT | TCAAATTCCACATCCTCCAT | 266 | 
| GAI (GWHGBAOS021707) | GGTTCACGGAGGCATTGCATT | TCGGTCCCCACCTTCACAT | 143 | 
| GASA3(GWHGBAOS018317) | CTTGTTGTGGTGGTTTTGTT | AGCCTTCTGTTTGCTCCTTTC | 107 | 
| GASA4(GWHGBAOS038046) | CAGCCAGACGCAGTACCACA | AACCCAGGGGGTACACACAG | 81 | 
| GASA6(GWHGBAOS011991) | CGGAATCAGTTAGACAGTGG | TTGTGATGGGCATTGGTAGC | 66 | 
| GASA14(GWHGBAOS037916) | CCGCTAGGGCTTCATCACTT | CGCTGGAGCCTTGGATAGAG | 96 | 
| GID1(GWHGBAOS006870) | TTACCAGTTTGCGCCCCA | CCGTGGAAAAAGATTATGACCG | 102 | 
| GID2(GWHGBAOS036864) | GCGGCGTCCTCCTCTGATTC | GAAAAGCGAGAGCGACAGATTC | 116 | 
| KAO(GWHGBAOS022579) | CGCAGAAGGGCTTGACACT | AGAGTTTCATCAATCACCTGGC | 110 | 
表1 实时荧光定量PCR引物
Table 1 Primers used for qRT-PCR in this study
| 基因名称 Gene name  |  正向引物序列(5′-3′) Forward primer sequence  |  反向引物序列(5′-3′) Reverse primer sequence  |  产物长度/bp Product length  | 
|---|---|---|---|
| Actin7(GWHGBAOS001891) | AATGAACTTCGTGTTGCTCCTG | CACCTGAGTCCAGCACAATACC | 171 | 
| GA2ox1(GWHGBAOS003456) | GACCTCACAAAACCAGACTCCA | TCAACCCAACCAACATCACC | 230 | 
| GA2ox2(GWHGBAOS018799) | AAGGTCATCAACCACGGCG | CCTGCTCTTTGCTTCTCGGA | 101 | 
| GA20ox(GWHGBAOS016723) | GTGCCTCAGTTCTCTTGTCC | GAGCAGCAACCAAGTGTCGT | 168 | 
| GA3ox(GWHGBAOS016475) | TGGCAGATCC CTATAGAGCT | TCAAATTCCACATCCTCCAT | 266 | 
| GAI (GWHGBAOS021707) | GGTTCACGGAGGCATTGCATT | TCGGTCCCCACCTTCACAT | 143 | 
| GASA3(GWHGBAOS018317) | CTTGTTGTGGTGGTTTTGTT | AGCCTTCTGTTTGCTCCTTTC | 107 | 
| GASA4(GWHGBAOS038046) | CAGCCAGACGCAGTACCACA | AACCCAGGGGGTACACACAG | 81 | 
| GASA6(GWHGBAOS011991) | CGGAATCAGTTAGACAGTGG | TTGTGATGGGCATTGGTAGC | 66 | 
| GASA14(GWHGBAOS037916) | CCGCTAGGGCTTCATCACTT | CGCTGGAGCCTTGGATAGAG | 96 | 
| GID1(GWHGBAOS006870) | TTACCAGTTTGCGCCCCA | CCGTGGAAAAAGATTATGACCG | 102 | 
| GID2(GWHGBAOS036864) | GCGGCGTCCTCCTCTGATTC | GAAAAGCGAGAGCGACAGATTC | 116 | 
| KAO(GWHGBAOS022579) | CGCAGAAGGGCTTGACACT | AGAGTTTCATCAATCACCTGGC | 110 | 
| 花芽类型 Flower bud type  |  赤霉素含量/(ng · g-1)Gibberellin content | |||
|---|---|---|---|---|
| GA1 | GA3 | GA4 | GA7 | |
| 正常花芽 Normal flower bud | 2.81 ± 0.47 | 1.35 ± 0.04 | 0.22 ± 0.02 | 0.06 ± 0.01 | 
| 松散花芽 Wizened flower bud | 8.07 ± 0.40 ** | 1.69 ± 0.10 ** | 0.42 ± 0.04 ** | 0.11 ± 0.01 ** | 
表2 ‘苏翠1号’花芽赤霉素含量
Table 2 Content of gibberellin in flower buds of Pyrus pyrifolia‘Sucui 1’
| 花芽类型 Flower bud type  |  赤霉素含量/(ng · g-1)Gibberellin content | |||
|---|---|---|---|---|
| GA1 | GA3 | GA4 | GA7 | |
| 正常花芽 Normal flower bud | 2.81 ± 0.47 | 1.35 ± 0.04 | 0.22 ± 0.02 | 0.06 ± 0.01 | 
| 松散花芽 Wizened flower bud | 8.07 ± 0.40 ** | 1.69 ± 0.10 ** | 0.42 ± 0.04 ** | 0.11 ± 0.01 ** | 
																													图2 ‘苏翠1号’正常花芽和松散花芽前10个KEGG通路中差异表达基因热图
Fig. 2 Heat map of differentially expressed genes in the first 10 KEGG pathway between normal and wizened flower buds of Pyrus pyrifolia ‘Sucui 1’
																													图3 ‘苏翠1号’正常花芽和松散花芽差异表达基因参与赤霉素合成和信号转导KEGG图 绿色表示下调,红色表示上调;DELLA:DELLA蛋白;GA2ox:赤霉素2-氧化酶;GA20ox:赤霉素20-氧化酶;GA3ox:赤霉素3-氧化酶;GID1:赤霉素不敏感型Dwarf1;GID2:赤霉素不敏感型Dwarf2;KAO:内—贝壳杉烯酸单加氧酶;P450:细胞色素P450单加氧酶
Fig. 3 KEGG map of differentially expressed genes involved in gibberellin synthesis and signal transduction in normal and wizened flower buds of Pyrus pyrifolia‘Sucui 1’ Green indicates down-regulated expression,and red indicates up-regulated expression;DELLA:DELLA protein;GA2ox:Gibberellin 2-oxidase;GA20ox:Gibberellin 20-oxidase;GA3ox:Gibberellin 3-oxidase;GID1:Gibberellin insensitive Dwarf1;GID2:Gibberellin insensitive Dwarf2;KAO:Ent-kaurenoic acid monooxygenase;P450:Cytochrome P450 monooxygenase
																													图4 ‘苏翠1号’不同花芽中赤霉素相关基因FPKM值和相对表达水平 **代表在P < 0.01水平有显著性差异(Student’s t-test);柱型图为基因相对表达量,红线表示转录组测序获得的FPKM值;GA2ox:赤霉素2-氧化酶;GA20ox:赤霉素20-氧化酶;GA3ox:赤霉素3-氧化酶;GAI:赤霉酸不敏感;GASA:拟南芥赤霉酸刺激蛋白;GID:赤霉素不敏感型Dwarf;KAO:内—贝壳杉烯酸单加氧酶
Fig. 4 FPKM values and relative expression levels of gibberellin-related genes in different types of flower buds from Pyrus pyrifolia‘Sucui 1’ ** indicates significant difference at P < 0.01 level(Student’s t-test);The histogram shows the relative expression level of genes,and the red line shows the FPKM value obtained by transcriptome sequencing;GA2ox:Gibberellin 2-oxidase;GA20ox:Gibberellin 20-oxidase;GA3ox:Gibberellin 3-oxidase;GAI:Gibberrellic acid insensitive;GASA:Gibberellic acid-timulated Arabidopsis;GID:Gibberellin insensitive Dwarf;KAO:ent-Kaurenoic acid monooxygenase
| 多效唑/ (mg · L-1) Paclobutrazol  |  调查花芽总数 The total number of investigating flower buds  |  赤霉素含量/(ng · g-1) Gibberellin content (GA1 + GA3 + GA4 + GA7)  |  正常花芽数 Number of normal flower buds  |  松散花芽Wizened flower buds | |
|---|---|---|---|---|---|
| 数量 Number  |  比例/%  The proportion  | ||||
| 0(清水对照 Water control)  |  500 | 6.96 ± 0.44 A | 249 | 251 | 50.2 A | 
| 10 | 500 | 5.92 ± 0.40 B | 259 | 241 | 48.2 B | 
| 20 | 500 | 5.02 ± 0.34 C | 302 | 198 | 39.6 C | 
| 30 | 500 | 3.79 ± 0.26 D | 399 | 101 | 20.2 D | 
表3 多效唑喷施处理‘苏翠1号’花芽情况
Table 3 The information of flower buds from Pyrus pyrifolia‘Sucui 1’after spraying paclobutrazole
| 多效唑/ (mg · L-1) Paclobutrazol  |  调查花芽总数 The total number of investigating flower buds  |  赤霉素含量/(ng · g-1) Gibberellin content (GA1 + GA3 + GA4 + GA7)  |  正常花芽数 Number of normal flower buds  |  松散花芽Wizened flower buds | |
|---|---|---|---|---|---|
| 数量 Number  |  比例/%  The proportion  | ||||
| 0(清水对照 Water control)  |  500 | 6.96 ± 0.44 A | 249 | 251 | 50.2 A | 
| 10 | 500 | 5.92 ± 0.40 B | 259 | 241 | 48.2 B | 
| 20 | 500 | 5.02 ± 0.34 C | 302 | 198 | 39.6 C | 
| 30 | 500 | 3.79 ± 0.26 D | 399 | 101 | 20.2 D | 
																													图5 喷施不同浓度多效唑后‘苏翠1号’一年生枝条腋花芽情况
Fig. 5 Axillary flower buds of annual branches from Pyrus pyrifolia‘Sucui 1’after spraying with different concentrations polyphobulozole
																													图6 喷施不同浓度多效唑后‘苏翠1号’花芽中赤霉素相关基因的相对表达水平 不同小写字母代表在P < 0.05水平有显著性差异(邓肯多范围测试);GA2ox:赤霉素2-氧化酶;GA20ox:赤霉素20-氧化酶;GA3ox:赤霉素3-氧化酶;GAI:赤霉酸不敏感;GASA:拟南芥赤霉酸刺激蛋白;GID:赤霉素不敏感型Dwarf;KAO:内-贝壳杉烯酸单加氧酶;基因ID:GID1(GWHGBAOS006870)、GID2(GWHGBAOS036864)、GA2ox1(GWHGBAOS003456)、GA2ox2(GWHGBAOS018799)、GA3ox(GWHGBAOS016475)、GA20ox(GWHGBAOS016723)、GAI(GWHGBAOS021707)、GASA3(GWHGBAOS018317)、GASA4(GWHGBAOS038046)、GASA6(GWHGBAOS011991)、GASA14(GWHGBAOS037916)、KAO(GWHGBAOS022579)
Fig. 6 Effect of spraying polybulobuzole on relative expression levels of gibberellin-related genes in flower buds from Pyrus pyrifolia‘Sucui 1’ Different lowercase letters represent significant differences at the P < 0.05 level(Duncan's multiple range test);GA2ox:Gibberellin 2-oxidase;GA20ox:Gibberellin 20-oxidase;GA3ox:Gibberellin 3-oxidase;GAI:Gibberrellic acid insensitive;GASA:Gibberellic acid-timulated Arabidopsis;GID:Gibberellin insensitive Dwarf;KAO:Ent-kaurenoic acid monooxygenase;Gene ID:GID1(GWHGBAOS006870),GID2(GWHGBAOS036864)、GA2ox1(GWHGBAOS003456),GA2ox2(GWHGBAOS018799),GA3ox(GWHGBAOS016475),GA20ox(GWHGBAOS016723),GAI(GWHGBAOS021707),GASA3(GWHGBAOS018317),GASA4(GWHGBAOS038046),GASA6(GWHGBAOS011991),GASA14(GWHGBAOS037916),KAO(GWHGBAOS022579)
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											  doi: 10.1093/jxb/eru504 pmid: 25588745  | 
										
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											 												doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2018-0587  | 
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											 												doi: 10.16420/j.issn.0513-353x.2014-1093 URL  | 
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