芒果2個不同花芽分化時期轉(zhuǎn)錄組分析

唐玉娟 黃國弟 羅世杏 周俊岸 莫永龍 李日旺 趙英 張宇 宋恩亮 寧琳

摘要：【目的】分析芒果不同花芽分化時期的轉(zhuǎn)錄組，了解成花過程相關基因的表達情況，為芒果開花時間的分子調(diào)控機制研究提供理論參考?！痉椒ā恳悦⒐贩N南逗邁4號為材料，采用Illumina高通量測序技術，分別對其新梢停長期（I期）和基部膨大期（II期）2個不同花芽分化時期頂芽進行轉(zhuǎn)錄組測序，并利用基因功能注釋、差異表達基因篩選等生物信息學方法對測序獲得的高質(zhì)量序列進行分析。通過實時熒光定量PCR（qPCR）檢測差異表達基因的表達情況以驗證轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果的可信度?！窘Y(jié)果】共獲得85691條Unigenes，平均長度為870 bp，N50為1077 bp，與UniProt數(shù)據(jù)庫比對，發(fā)現(xiàn)48589條Unigenes有同源信息，注釋比例為56.7%，廣泛涉及細胞組分、生物過程和分子功能三大類，共55個小類，其中參與生物過程的Unigene數(shù)量最多（有21個小類），以參與分子功能的Unigene數(shù)量最少（有14個小類）。以Fold-Change≥2為條件，篩選出花芽分化I和II期轉(zhuǎn)錄組間的2031個差異表達基因，其中1073個基因表達上調(diào)，958個基因表達下調(diào)，涉及247條代謝通路，富集的KEGG通路為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白加工、次生物質(zhì)的生物合成和積累、糖代謝和光合作用等，其中注釋為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白加工的基因數(shù)量最多。從2個不同時期頂芽的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中獲得了春化、光周期、赤霉素（GA）、成花抑制、自主和年齡等途徑的開花相關基因。將MiSOC1、MiVIN3、MiDof和MiMADS1的qPCR檢測結(jié)果與其轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果進行比對，發(fā)現(xiàn)這4個基因雖然在II期的表達量比I期上調(diào)差異倍數(shù)上存在一定差異，但表達量變化趨勢一致，說明轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果的可信度較高?！窘Y(jié)論】芒果花芽分化過程與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白加工、次生代謝生物合成、植物激素信號轉(zhuǎn)導、淀粉和蔗糖代謝等途徑密切相關，可為芒果花期人工調(diào)控和產(chǎn)期調(diào)節(jié)提供參考。

關鍵詞： 芒果；轉(zhuǎn)錄組；花芽分化；成花；生物信息學；注釋；差異表達基因

中圖分類號： S667.706.6 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2018）07-1257-08

0 引言

【研究意義】芒果（Mangifera indica L.）素有熱帶水果之王的美譽，是全球熱帶亞熱帶地區(qū)主栽水果之一（莫宇，2015）。研究發(fā)現(xiàn)，芒果花期時間對其產(chǎn)量影響較大，花期早易受低溫陰雨影響，花期晚易受高溫危害，導致其掛果率和梢果率明顯降低，從而大幅度降低芒果產(chǎn)量（莫宇，2015）?；ㄑ糠只侵参锷芷谥杏蔂I養(yǎng)生長向生殖生長轉(zhuǎn)變的重要標志，已成為果樹生理學和發(fā)育學的研究重點，其過程主要包括成花誘導、成花啟動和花發(fā)育（孫儷和徐啟江，2009），其中，成花誘導完成時期即成花啟動的起始時期，莖尖分生組織中成花基因啟動且大量特異性表達，分化出可辨認的花原基，是調(diào)控花芽分化形成的關鍵時期，也是研究成花啟動相關基因的重要時期（曹尚銀等，2003；王忠，2008）。因此，了解芒果花芽分化的分子機理，制定相應的花期調(diào)控措施，對芒果增產(chǎn)具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】目前，芒果花芽分化研究主要集中在生理栽培方面，如芒果噴施多效唑可使開花數(shù)量增加、花期提早（Jose et al.，2000；Hau et al.，2002；黃臺明等，2007；胡后祥等，2011）；芒果花枝短截可提高脫落酸含量，促進芒果成花等（高小俊等，2009；彭磊等，2011），而分子水平層面的相關研究報道較少。自1991年Arumuganathan等首次報道芒果是二倍體（2n=40），基因組大小約439 Mb以來，其具體的基因組信息一直尚未見報道，限制了其功能基因的發(fā)掘，且其花期調(diào)控機制非常復雜，利用傳統(tǒng)方法無法對其進行系統(tǒng)研究。隨著基因組測序技術的發(fā)展，轉(zhuǎn)錄組測序技術已成為發(fā)掘缺乏基因組信息的物種功能基因的重要研究手段。該技術是利用第二代高通量測序技術進行cDNA測序，能準確獲取研究材料特定組織在某一狀態(tài)下的全部轉(zhuǎn)錄本信息，具有處理數(shù)據(jù)量大、運行成本低、靈敏度高等優(yōu)點（Wilhelm and Landry，2009；Chen et al.，2012；白獻曉等，2017）。近年來，大量研究利用該技術不斷完善植物花期調(diào)控網(wǎng)絡。Tsanakas等（2014）對開花時長不同的梔子花材料進行轉(zhuǎn)錄組測序，結(jié)果表明，梔子花的衰敗與乙烯合成途徑相關；費元等（2015）對大巖桐的花萼和幼葉進行轉(zhuǎn)錄組測序，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，促進生長激素合成基因和激素信號轉(zhuǎn)導組分基因在花萼中的表達量明顯高于幼葉；周華（2015）對不同開花習性的牡丹花芽進行轉(zhuǎn)錄組測序，成功構建其高質(zhì)量、全面的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫，并篩選出決定開花時間的關鍵候選功能基因；付永琦等（2016）對水稻穎花開放前兩個時期的漿片進行轉(zhuǎn)錄組測序，結(jié)果表明，參與調(diào)控碳水化合物和茉莉酸等激素代謝、運輸、信號轉(zhuǎn)導等生理過程的基因與漿片細胞吸水膨大密切相關，能調(diào)控水稻穎花開放。【本研究切入點】目前，鮮見有關芒果不同花芽分化時期轉(zhuǎn)錄組測序及分析的研究報道?！緮M解決的關鍵問題】以芒果品種南逗邁4號為材料，對其新梢停長期（I期）和頂芽基部膨大期（II期）2個花芽分化時期的頂端分生組織進行轉(zhuǎn)錄組測序，并利用基因功能注釋、差異表達基因篩選等生物信息學方法對測序獲得的高質(zhì)量序列進行分析，以期發(fā)掘芒果成花相關基因，為芒果花期的人工調(diào)控和產(chǎn)期調(diào)節(jié)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

供試芒果品種為南逗邁4號，種植于廣西亞熱帶作物研究所芒果種質(zhì)資源圃，分別于2017年10月中旬和12月上旬采集其新梢停長期（I期）和頂芽基部膨大期（II期）的花芽，各設3個重復。RNAqueousTM Phenol-free Total RNA試劑盒、ReverTra Ace qPCR Kit和SYBR Green qPCR試劑盒購自寶生物工程（上海）股份有限公司，RNeasy Micro Kit和RNase-free DNase Set試劑盒購自德國凱杰生物工程（深圳）股份有限公司。主要儀器設備：NanoDrop ND-2000分光光度計（Thermo，美國）、Agilent Bioanalyzer 2100生物芯片分析儀（Agilent，美國）和7900 HT Sequence Detection System定量PCR儀（ABI，美國）等。

1. 2 總RNA提取

參照RNAqueousTM Phenol-free Total RNA試劑盒說明提取花芽總RNA，并利用Agilent Bioanalyzer 2100電泳儀檢測其質(zhì)量。經(jīng)RNeasy Micro Kit和RNase-free DNase Set試劑盒純化后，利用NanoDrop ND-2000分光光度計和Agilent Bioanalyzer 2100生物芯片分析儀進行質(zhì)量檢查，分別將質(zhì)量合格的3個重復樣品的總RNA按等量混合成一個測序樣本，用于后續(xù)試驗。

1. 3 cDNA文庫構建及測序

用帶有Oligo（dT）的磁力珠將poly（A） RNA從混合測序樣本中分離出來，并加入片段化緩沖液使mRNA成為短片段。參照Dautt-Castro等（2015）的方法構建cDNA文庫，并委托上海伯豪生物技術有限公司完成cDNA文庫測序工作。

1. 4 轉(zhuǎn)錄本組裝和基因功能注釋

利用FASTX對測序獲得的原始序列進行過濾，以得到可用于數(shù)據(jù)分析的高質(zhì)量序列。將2個測序樣本數(shù)據(jù)合并形成序列池，應用CLC Genomics Workbench的Scaffolding contig進行de novo拼接（Br?utigam et al.，2011；Garg et al.，2011；Su et al.，2011），并將拼接得到的Final Unigene序列翻譯成蛋白后與UniProt數(shù)據(jù)庫進行BLAST比對。UniProt是目前對蛋白功能結(jié)構注釋最詳細且準確的蛋白數(shù)據(jù)庫。

1. 5 差異表達基因篩選及富集分析

分別以各測序樣本的總表達量為內(nèi)標，對2個測序樣本的RPKM（每百萬reads中來自于某基因每千堿基長度的reads數(shù)）進行Fisher-test差異檢驗。以FDR（錯誤發(fā)現(xiàn)率）≤0.05、Fold-Change（表達差異倍數(shù)）≥2為條件進行差異基因篩選。將篩選的差異表達基因（Differentially expressed genes，DGEs）與UniProt蛋白數(shù)據(jù)庫進行比對以獲得其在UniProt的注釋信息，與COG（Cluster of Orthologous Groups of Proteins）數(shù)據(jù)庫進行比對以獲得其COG注釋及分類，與GO（Gene Ontology）數(shù)據(jù)庫進行比對以獲得其GO注釋及分類。

1. 6 差異表達基因的實時熒光定量PCR（qPCR）檢測

通過查詢相關文獻和轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)（Moon et al.，2005；Ward et al.，2005；趙翔宇，2005；Finnegan and Dennis，2007；de Lucas et al.，2008），利用同源比對方法，篩選出在成花途徑中調(diào)控開花時間的基因SOC1、VIN3、MADS1和Dof的同源序列，根據(jù)其分別設計引物（表1），引物由生工生物工程（上海）股份有限公司合成，用于檢測芒果MiSOC1、MiVIN3、MiMADS1和MiDof基因的表達量，以驗證轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的可靠性。

以1.2中提取的RNA為模板，按照ReverTra Ace qPCR Kit反轉(zhuǎn)錄試劑盒說明反轉(zhuǎn)錄合成cDNA第一鏈。采用SYBR Green qPCR試劑盒檢測上述基因的表達量，選用Mi18S為內(nèi)參。PCR反應體系10.0 μL：2×SYBR Green PCR Buffer 5.0 μL，10 μmol/L正、反向引物0.5 μL，cDNA模板5 ng，ddH2O補足至10.0 μL。將其置于7900 HT Sequence Detection System定量PCR儀，擴增程序：50 ℃孵育2 min；95 ℃預變性10 min；95 ℃ 15 s，60 ℃ 1 min，進行40個循環(huán)。每個反應設3個重復。采用2-ΔΔCt法計算基因的差異倍數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2. 1 文庫測序結(jié)果及質(zhì)量評估

通過分析堿基組成和質(zhì)量值分布可評估原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量。本研究中2個測序樣本絕大多數(shù)序列的堿基質(zhì)量均大于20，堿基百分比（Q20）含量分別為96.36%和96.34%，即測序質(zhì)量較好。

原始數(shù)據(jù)經(jīng)過FASTX過濾后獲得28.5百萬和28.6百萬條Clean reads。將2個樣本測序數(shù)據(jù)合并形成序列池，通過兩次拼接最終得到一個Unigene序列集合，集合共有85691條Unigenes，長度為200～15600 bp，集中在400～600 bp，平均長度為870 bp，N50為1077 bp。

2. 2 Unigenes功能注釋與分類

將獲得的Unigene序列與UniProt數(shù)據(jù)庫比對，結(jié)果顯示48589條Unigenes有同源信息，注釋比例為56.7%，有37102條Unigenes未找到注釋信息。

將Unigene與COG數(shù)據(jù)庫比對進行功能分類預測。從圖1可看出，在COG數(shù)據(jù)庫中，Unigene的生物學功能包括信號傳導、RNA加工和修飾、翻譯后修飾、細胞運動、防衛(wèi)、轉(zhuǎn)錄、核苷酸運輸和代謝，氨基酸運輸與代謝、能源生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換、復制、重組和修復等。其中，具有信號轉(zhuǎn)導機制功能的Unigene所占比例最高，為16.90%，其次是只有一般功能的Unigene占10.70%，具有翻譯后修飾、蛋白折疊和分子伴侶功能的Unigene占10.10%，而細胞運動所占比例最低，只有0.02%。

GO是國際標準基因功能分類系統(tǒng)，包括細胞組分、生物過程和分子功能3個部分。由圖2可知，本研究中2個不同時期花芽Unigene廣泛涉及這三大類，共55個小類。其中，參與生物過程的Unigene最多，有21個小類，以參與細胞過程、代謝過程和的Unigene所占比例較高，均在10.00%以上，其次是參與單一的生物過程、生物調(diào)控、刺激應答和定位等的Unigene；參與形成細胞組分的Unigene有20個小類，以參與形成細胞和細胞要素的Unigene所占比例較高，均在6.00%以上，其次是參與形成膜、細胞器、膜要素和細胞器要素等的Unigene；具有分子功能的Unigene有14個小類，以具有結(jié)合和催化活性的Unigenes所占比例較高，均在10.00%以上，其次是具有結(jié)構分子活性、轉(zhuǎn)錄因子活性和核酸結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子活性Unigene。

2. 3 差異表達基因篩選及GO富集分析結(jié)果

通過對各測序樣本的RPKM進行Fisher-test差異檢驗，并以Fold-Change≥2為條件，篩選出在花芽分化I和II期轉(zhuǎn)錄組間的差異表達基因2031個，其中有1073個基因表達上調(diào)、958個基因表達下調(diào)。

利用GO富集分析差異表達基因的功能，并在表2中列出在生物過程、分子功能和細胞組成各排名前5的GO注釋。在生物過程方面，差異表達基因主要富集于代謝過程、氧化還原、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、DNA模板和應激反應等生物學過程；在分子功能方面，差異表達基因主要富集于金屬離子結(jié)合、氧化還原酶活性及DNA結(jié)合和催化等分子功能；在細胞組成中，主要富集于細胞核、細胞質(zhì)、胞外區(qū)和質(zhì)體外等細胞組成。

2. 4 差異表達基因代謝通路分析結(jié)果

KEGG數(shù)據(jù)庫信息包含細胞內(nèi)分子互作網(wǎng)絡、信息和特異生物學變化。通過KEGG通路分析可深入了解基因的生物學功能。將差異表達基因與KEGG數(shù)據(jù)庫進行比對及注釋，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，差異表達基因涉及247條代謝通路，富集的KEGG通路為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白加工、次生物質(zhì)的生物合成、糖代謝和光合作用等，其中注釋為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白加工的差異表達基因數(shù)量最多，為82個，占代謝通路中全部差異表達基因數(shù)的14.94%。

植物成花過程中，其體內(nèi)的碳水化合物、細胞分裂素和生長素等物質(zhì)的生理生化代謝會發(fā)生改變。不同頂芽分化時期的糖代謝、激素代謝和信號轉(zhuǎn)導相關的差異基因KEGG通路如表3所示，與I期相比，II期基因表達上調(diào)的KEGG通路為淀粉和蔗糖代謝、戊糖磷酸途徑、嘌呤代謝、色氨酸代謝、半胱氨酸和蛋氨酸代謝、雌激素受體信號傳導途徑、鈣信號通路和雙組份系統(tǒng)等。KEGG通路中淀粉和蔗糖代謝通路中24個基因表達量發(fā)生改變，其中23個基因表達量上調(diào)，蔗糖代謝中的關鍵酶蔗糖合成酶SS、α-淀粉酶和β-淀粉酶等基因表達量明顯上調(diào)；細胞分裂素的合成前體是腺嘌呤，KEGG通路中涉及嘌呤代謝的9個基因表達量均上調(diào)，如丙酮酸激酶基因、硫酸腺苷酸轉(zhuǎn)移酶基因等；生長素的合成前體是色氨酸，涉及色氨酸代謝途徑的8個基因中有6個基因表達量上調(diào)，如乙酰-CoA乙酰轉(zhuǎn)移酶基因、磺基轉(zhuǎn)移酶基因等。

2. 5 開花相關基因分析結(jié)果

植物成花誘導是一個復雜過程，主要受春化、光周期、赤霉素（GA）、自主和年齡等途徑調(diào)控。本研究從2個不同時期頂芽的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中獲得多個調(diào)控途徑中的開花相關基因，如春化途徑相關基因VIN3、FRI、SVP和AP2等，其中FRI基因為下調(diào)基因，其余均為上調(diào)基因；光周期途徑中光受體光敏色素基因PHYB、隱花色素基因CRY1和CRY2、向光素基因PHOT及生物節(jié)律基因CO、GI、CCA1、TOC1和ELF4等，其中CRY2和CCA1基因為下調(diào)基因，其余為上調(diào)基因；GA途徑相關基因GID1、GA20OX、GA2OX和GA3OX等，除GA2OX基因為下調(diào)基因外，其余均為上調(diào)基因；自主途徑相關基因REF6為下調(diào)基因；成花抑制途徑相關基因EMF和TFL1分別為上調(diào)和下調(diào)基因；年齡途徑相關基因SPL為上調(diào)基因；成花整合子基因SOC1和LFY為上調(diào)基因；未發(fā)現(xiàn)成花整合基因FT。

2. 6 差異表達基因的qPCR檢測結(jié)果

從圖3可知，轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果顯示，MiSOC1、MiVIN3、MiDof和MiMADS1 4個差異表達基因在II期的表達量較I期明顯升高，上調(diào)差異倍數(shù)為1.6～2.4；qPCR驗證結(jié)果顯示，4個基因上調(diào)差異倍數(shù)為1.4～2.6。雖然轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果與qPCR檢測結(jié)果在差異倍數(shù)上存在一定差距，但表達量變化趨勢一致，說明轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果的可信度較高。

3 討論

本研究以芒果品種南逗邁4號為材料，對其2個花芽分化時期的頂端分生組織進行轉(zhuǎn)錄組測序，GO功能富集分析結(jié)果顯示，差異表達基因的分子功能主要涉及金屬離子結(jié)合、氧化還原酶活性、DNA結(jié)合和催化等；差異表達基因參與的生物過程主要富集于代謝、氧化還原、轉(zhuǎn)錄調(diào)控和DNA模板等，但KEGG通路分析結(jié)果顯示，差異表達基因主要富集于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白加工、次生代謝生物合成和代謝及植物激素信號轉(zhuǎn)導等通路，與前人對油茶花（胡玉玲等，2014）、油桐（孫穎等，2014）和牡丹（周華，2015）等植物花芽分化轉(zhuǎn)錄組的研究結(jié)果相似。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)加工的主要場所，可將糖和蛋白質(zhì)上的氨基酸殘基形成糖苷鍵，最終形成糖蛋白，其攜帶大量蛋白質(zhì)代謝信息，具有傳導信號的功能（紀洪濤等，2006）。本研究發(fā)現(xiàn)，生物學過程富集于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白加工途徑的差異表達基因數(shù)量最多，為82個，占代謝通路中全部差異表達基因數(shù)的14.94%，與COG功能分類中具有信號轉(zhuǎn)導機制功能的Unigene所占比例最多相對應，其原因可能是當外界條件適宜芒果開花時，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)通過對蛋白質(zhì)進行糖基化加工，調(diào)控芒果生理生化代謝，為芒果開花創(chuàng)造必要的生理條件。

前人研究發(fā)現(xiàn)，SOC1、VIN3、MADS1和Dof基因在成花途徑中發(fā)揮重要作用，主要參與開花時間的調(diào)控。其中，SOC1基因是重要的開花整合子（Moon et al.，2005），VIN3基因是春化途徑中成花抑制基因FLC的直接抑制子（Finnegan and Dennis，2007；de Lucas et al.，2008），Dof基因可調(diào)控植物光敏色素和隱花色素的信號轉(zhuǎn)導途徑（Ward et al.，2005），MADS1基因與花發(fā)育密切相關（趙翔宇，2005）。本研究轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果和qPCR驗證結(jié)果均發(fā)現(xiàn)，MiSOC1、MiVIN3、MiDof和MiMADS1 4個差異表達基因在II期的表達量較I期均明顯升高，說明其在芒果成花過程中發(fā)揮重要作用。

溫度是影響植物花芽分化的另一個重要環(huán)境因素，適當?shù)蜏乜烧T導芒果成花（Kumar and Wigge，2010）。本研究發(fā)現(xiàn)，在芒果成花誘導中VIN3基因在II期的表達量較I期明顯上升，與Sung和Amasino（2004）的研究結(jié)果一致，進一步證實只有長時間低溫誘導下春化途徑VIN3基因才會表達或表達量上調(diào)。但本研究未發(fā)掘到與VIN3基因功能相似的VIN1和VIN2基因及春化穩(wěn)定相關的VRN類基因。

GA是影響植物成花的重要激素，與GA途徑相關的兩類基因分別是生物合成相關基因和信號轉(zhuǎn)導關鍵基因。本研究中從兩個時期頂芽的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中獲得調(diào)控途徑中多個開花相關基因：GA生物合成基因GA20OX、GA2OX和GA3OX，無GA信號轉(zhuǎn)導基因；自主途徑相關基因REF6；成花抑制相關基因EMF和TFL1；年齡途徑相關基因SPL。光周期、春化、GA和自主等途徑的基因效應最終匯集于關鍵開花整合基因SOC1、FT和LFY，其共同決定高等植物是否開花（孟曉慶等，2013）。本研究在芒果轉(zhuǎn)錄組中還發(fā)掘到LFY和SOC1的同源基因。SOC1基因是關鍵的開花激活子之一，其表達不能被CO直接調(diào)控，而需通過調(diào)控FT基因的表達才能激活（Yoo et al.，2005），SOC1基因又可激活下游基因LFY的表達，LFY基因在植物成花轉(zhuǎn)變中參與花分生組織的形成，是花分生組織特征基因，位于光周期和GA途徑交叉處，既可調(diào)控成花時間，又能誘導花分生組織形成（Yu et al.，2012）。目前，有關芒果基因組及轉(zhuǎn)錄組信息研究報道較少。本研究在芒果轉(zhuǎn)錄組中未發(fā)現(xiàn)成花整合基因FT，但羅聰（2012）研究報道，芒果FT基因所編碼的氨基酸數(shù)明顯比其他植物FT基因多，且與其他不同物種FT蛋白聚類時只能單獨聚為一類，因此，推測在芒果轉(zhuǎn)錄組中可能存在FT基因的同源基因。

光周期是誘導植物開花的主要環(huán)境因子。擬南芥的成熟葉片通過隱花色素CRY（Lin，1998）和光敏色素PHYB（Yasushi and Weigel，2007）等受體基因感受晝夜節(jié)律，將信號傳遞進入生物鐘，啟動生物鐘中的重要調(diào)控基因GI和TOC1的表達（Mizoguchi et al.，2005），從而激活CO基因表達，促進開花（Suarez-Lopez et al.，2001）。本研究發(fā)現(xiàn)，光敏色素基因PHYB、隱花色素基因CRY1和CRY2及向光素基因PHOT表達上調(diào)，晝夜節(jié)律基因GI和TOC1的表達量也隨之上調(diào)，從而激活該途徑中關鍵基因CO使其表達量上調(diào)，表明此時芒果光周期途徑已被啟動。但在木本果樹中，除少數(shù)幾種果樹如藍莓等對光敏感外（Spann et al.，2003），其余大多數(shù)對光周期不敏感，芒果就是其中之一（Nú?ez-Elisea and Davenport，1995）。雖然芒果成花對光周期不敏感，但光周期與溫度等外界環(huán)境緊密相連，外界環(huán)境的變化會調(diào)節(jié)光周期途徑相關基因的表達，從而啟動光周期途徑以調(diào)控芒果成花（陳潔等，2010）。在芒果開花過程中光周期途徑是如何與其他途徑共同協(xié)作調(diào)控開花，其他與環(huán)境相關的途徑啟動后能否在與光周期途徑交匯處引起基因表達量變化從而啟動光周期途徑，均需進一步研究。

4 結(jié)論

芒果花芽分化過程與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白加工、次生代謝生物合成、植物激素信號轉(zhuǎn)導、淀粉和蔗糖代謝等途徑密切相關，可為芒果花期人工調(diào)控和產(chǎn)期調(diào)節(jié)提供參考。

參考文獻：

白獻曉，張子敬，王璟，徐照學. 2017. 轉(zhuǎn)錄組測序技術在家畜遺傳育種中的應用研究進展[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學，46（4）：6-9. [Bai X X，Zhang Z J，Wang J，Xu Z X. 2017. Application of transcriptome sequencing technology in genetic breeding of livestock[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences，46（4）：6-9.]

曹尚銀，張秋明，吳順. 2003. 果樹花芽分化機理研究進展[J]. 果樹學報，20（5）：345-350. [Cao S Y，Zhang Q M，Wu S. 2003. Advances in research on the mechanism of flower-bud differentiation of fruit trees[J]. Journal of Fruit Science，20（5）：345-350.]

陳潔，楊肖芳，秦巧平. 2010. 木本果樹成花途徑研究進展[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，（24）：111-112. [Chen J，Yang X F，Qin Q P. 2010. Research progress of flowering pathway in woody fruit crops[J]. Modern Agricultural Science and Technology，（24）：111-112.]

費元，韓雪，余紅，龐基良. 2015. 大巖桐花萼和幼葉轉(zhuǎn)錄組研究[J]. 園藝學報，42（12）：2519-2525. [Fei Y，Han X，Yu H，Pang J L. 2015. Sequencing and characterization of transcriptome of Sinningia speciosa sepals and young leaves[J]. Acta Horticulturae Sinica，42（12）：2519-2525.]

付永琦，向妙蓮，蔣海燕，何永明，曾曉春. 2016. 水稻穎花開放前漿片轉(zhuǎn)錄組變化[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學，49（6）：1017-1033. [Fu Y Q，Xiang M L，Jiang H Y，He Y M，Zeng X C. 2016. Transcriptome profiling of lodicules before floret opening in Oryza sativa L.[J]. Scientia Agricultura Sinica，49（6）：1017-1033.]

高小俊，吳興恩，王仕玉，陳春伶，程競卉，董廣平，彭磊. 2009. 短截后芒果花芽分化期間內(nèi)源激素含量的變化[J]. 福建農(nóng)業(yè)學報，24（3）：227-230. [Gao X J，Wu X E，Wang S Y，Chen C L，Cheng J H，Dong G P，Peng L. 2009. Change in endogenous hormone contents of mango during floral differentiation after heading-back[J]. Fujian Journal of Agricultural Science，24（3）：227-230.]

胡后祥，陳道勤，黃忠興，周峰，劉少謀. 2011. 多效唑和乙烯利處理對芒果花期的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學，39（26）：15878-15881. [Hu H X，Chen D Q，Huang Z X，Zhou F，Liu S M. 2011. Effect of paclobutrazol and ethephon treatment on mango flowering period[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences，39（26）：15878-15881.]

胡玉玲，姚小華，任華東，王開良，林萍. 2014. 油茶花發(fā)育轉(zhuǎn)錄組測序及相關基因表達分析[J]. 林業(yè)科學，50（9）：36-43. [Hu Y L，Yao X H，Ren H D，Wang K L，Lin P. 2014. Sequencing of transcriptome relevant to flowering and analysis of floral-related[J]. Scientia Silvae Sinicae，50（9）：36-43.]

黃臺明，方中斌，薛進軍，徐炯志. 2007. 植物生長調(diào)節(jié)劑對四季蜜芒反季節(jié)促花結(jié)果的影響[J]. 廣西農(nóng)業(yè)科學，38（3）：296-298. [Huang T M，F(xiàn)ang Z B，Xue J J，Xu J Z. 2007. Effect of spraying plant growth regulators on promoting off-season flowering and fruiting of perennial honey-mango trees[J]. Guangxi Agricultural Sciences，38（3）：296-298.]

紀洪濤，劉國振，李莉云. 2006. 糖鏈—細胞表面蛋白質(zhì)的信號天線[J]. 中國農(nóng)學通報，22（5）：117-121. [Ji H T，Liu G Z，Li L Y. 2006. Sugar chain—the signal antenna locali-zed on cell surface[J]. Chinese Agricultural Science Bu-lletin，22（5）：117-121.]

羅聰. 2012. 芒果SCoT分子標記與逆境和重要開花時間相關基因研究[D]. 南寧：廣西大學. [Luo C. 2012. Study on SCoT marker and analysis on genes of stress-related and important flowering time in mango[D]. Nanning：Guangxi University.]

孟曉慶，侯智霞，張?zhí)m. 2013. 高等植物成花轉(zhuǎn)變分子調(diào)控機制研究進展[J]. 生物技術進展，3（1）：1-6. [Meng X Q，Hou Z X，Zhang L. 2013. Progress on molecular and genetic mechanisms of floral control in higher plants[J]. Current Biotechnology，3（1）：1-6.]

莫宇. 2015. 廣西百色市右江區(qū)芒果產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[D]. 南寧：廣西大學. [Mo Y. 2015. A study on mango industry development in Youjiang District of Raise City of Guangxi[D]. Nanning：Guangxi University.]

彭磊，高小俊，龍雯虹，吳興恩，周玲，董廣平，王瑩. 2011. 短截后芒果花芽分化期間ABA含量的變化[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學學報，26（3）：434-436. [Peng L，Gao X J，Long W H，Wu X E，Zhou L，Dong G P，Wang Y. 2011. Changes of ABA contents in mango during floral differentiation after heading-back[J]. Journal of Yunnan Agricultural University，26（3）：434-436.]

孫儷，徐啟江. 2009. 高等植物開花誘導途徑信號整合的分子機制[J]. 生物技術通報，20（6）：885-890. [Sun L，Xu Q J. 2009. Molecular mechanisms of the signals integration of floral inductive pathways in high plants[J]. Letters in Biotechnology，20（6）：885-890.]

孫穎，譚曉風，羅敏，李建安. 2014. 油桐花芽2個不同發(fā)育時期轉(zhuǎn)錄組分析[J]. 林業(yè)科學，50（5）：70-74. [Sun Y，Tan X F，Luo M，Li J A. 2014. The sequencing analysis of transcriptome of Vernicia fordii flower buds at two deve-lopment stages[J]. Scientia Silvae Sinicae，50（5）：70-74.]

王忠. 2008. 植物生理學[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社：460-461. [Wang Z. 2008. Plant Physiology[M]. Beijing：China Agriculture Press：460-461.]

趙翔宇. 2005. 小麥花發(fā)育重要基因TaGI1和TaMADS1的分離與功能分析[D]. 泰安：山東農(nóng)業(yè)大學. [Zhao X Y. 2005. Isolation of TaGI1 and TaMADS1 genes and functional analysis in Triticum aestivum L.[D]. Taian：Shandong Agricultural University.]

周華. 2015. 基于轉(zhuǎn)錄組比較的牡丹開花時間基因發(fā)掘[D]. 北京：北京林業(yè)大學. [Zhou H. 2015. Discovery of genes associated with flowering time in tree peonies based on transcriptome comparison[D]. Beijing：Beijing Forestry University.]

Arumuganathan K，Slattery J P，Tanksley S D，Earle E D. 1991. Preparation and flow cytometric analysis of metaphase chromosomes of tomato[J]. Theoretical and Applied Genetics，82（1）：101-111.

Br?utigam A，Mullick T，Schliesky S，Weber A P. 2011. Critical assessment of assembly strategies for non-model species mRNA-Seq data and application of next-generation sequencing to the comparison of C（3） and C（4） species[J]. Journal of experimental botany，62（9）：3093-3102.

Chen Y，Chen J，Luo Y. 2012. Complementary biodiesel combination from tung and medium-chain fatty acid oils[J]. Renewable Energy，44（4）：305-310.

Dautt-Castro M，Ochoa-Leyva A，Contreras-Vergara C A，Pacheco-Sanchez M A，Casas-Flores S，Sanchez-Flores A，Kuhn D V，Islas-Osuna A. 2015. Mango（Mangifera indica L.） cv. Kent fruit mesocarp de novo transcriptome assembly identifies gene families important for ripening[J]. Frontiers in Plant Science，6（62）：1-12.

de Lucas M，Davière J M，Rodríguez-Falcón M，Pontin M，Iglesias-Pedraz J M，Lorrain S，F(xiàn)ankhauser C，Blázquez M A，Titarenko E，Prat S. 2008. A molecular framework for light and gibberellin control of cell elongation[J]. Nature，451（7177）：480-484.

Finnegan E J，Dennis E S. 2007. Vernalization-induced trimethylation of histone H3 lysine 27 at FLC is not maintained in mitotically quiescent cells[J]. Current Biology，17（22）：1978-1983.

Garg R，Patel R K，Tyagi A K，Jain M. 2011. De novo assembly of chickpea transcriptome using short reads for gene discovery and marker identification[J]. DNA Research，18（1）：53-63.

Hau T V，Tavatchai R，Kiyotake I. 2002. Flower induction with chemicals in ‘Cat Hoa Loc mango trees grown in the Mekong Delta in Viet Nam[J]. Japanese Journal of Tropical Agriculture，46（2）：59-65.

Jose A S，Reboucas T N，Subhadrabandhu S. 2000. Use of paclobutrazol in mango orchard in southwest region，Bahia State，Brazil[J]. Acta Horticuhurae，509（509）：713-715.

Kumar S V，Wigge P A. 2010. H2A.Z-containing nucleosomes mediate the thermosensory response in Arabidopsis[J]. Cell，140（1）：136-147.

Lin C. 1998. Enhancement of blue-light sensitivity of Arabidopsis seedlings by a blue light receptor cryptochrome 2[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，95（5）：2686-2690.

Mizoguchi T，Wright L，F(xiàn)ujiwara S，Cremer F，Lee K，Onouchi H，Mouradov A，F(xiàn)owler S，Kamada H. 2005. Distinct roles of GIGANTEA in promoting flowering and regula-ting circadian rhythms in Arabidopsis[J]. Plant Cell，17（8）：2255-2270.

Moon J，Lee H，Kim M，Lee I. 2005. Analysis of flowering pathway integrators in Arabidopsis[J]. Plant Cell Physio-logy，46（2）：292-299.

Nú?ez-Elisea R，Davenport T. 1995. Effect of leaf age，duration of cool temperature treatment，and photoperiod on bud dormancy release and floral initiation in mango[J]. Scientia Horticulturae，62（1-2）：63-73.

Spann T，Williamson J，Darnell R. 2003. Photoperiodic effects on vegetative and reproductive growth of Vaccinium darrowi and V. corymbosum interspecific hybrids[J]. HortScience，38（2）：192-195.

Su C L，Chao Y T，Chang Y C，Chen W C，Chen C Y，Lee A Y，Hwa K T，Shih M C. 2011. De novo assembly of expressed transcripts and global analysis of the Phalaenopsis aphrodite transcriptome[J]. Plant Cell Physiology，52（9）：1501-1514.

Suarez-Lopez P，Wheatley K，Robson F，Onouchi H，Valverde F，Coupland G. 2001. CONSTANS mediates between the circadian clock and the control of flowering in Arabidopsis[J]. Nature，410（6832）：1116-1120

Sung S，Amasino R M. 2004. Vernalization in Arabidopsis thaliana is mediated by the PHD finger protein VIN3[J]. Nature，427（6970）：159-164.

Tsanakas G F，Manioudaki M E，Economou A S，Kalaitzis P. 2014. De novo transcriptome analysis of petal senescence in Gardenia jasminoides Ellis[J]. BMC Genomics，15（1）：554.

Ward J M，Cufr C A，Denzel M A，Neff M M. 2005. The Dof transcription factor OBP3 modulates phytochrome and cryptochrome signaling in Arabidopsis[J]. Plant Cell，17（2）：475-485.

Wilhelm B T，Landry J R. 2009. RNA-Seq-quantitative measurement of expression through massively parallel RNA-sequencing[J]. Methods，48（3）：249-257.

Yasushi K，Weigel D. 2007. Move on up，its time for change mobile signals controlling photoperiod-dependent flowe-ring[J]. Genes Development，21（19）：2371-2384.

Yoo S K，Chung K S，Kim J，Lee J H，Hong S M，Yoo S J，Yoo S Y，Lee J S. 2005. Constans activates SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CONSTANS 1 through FLOWERING LOCUS T to promote flowering in Arabidopsis[J]. Plant Physiology，139（2）：770-778.

Yu S，Galvao V C，Zhang Y C，Horrer D，Zhang T Q，Hao Y H，F(xiàn)eng Y Q，Wang S，Schmid M，Wang J W. 2012. Gibberellin regulates the Arabidopsis floral transition through miR156-targeted SQUAMOSA promoter binding-like transcription factors[J]. Plant Cell，24（8）：3320-3332.

（責任編輯 陳 燕）