兩種砧木楸樹嫁接苗生長差異及轉(zhuǎn)錄組比較分析

付鈺 賈瑞瑞 何荷 王良桂 楊秀蓮

（南京林業(yè)大學(xué)風(fēng)景園林學(xué)院，南京 210037）

楸樹（Catalpa bungei C.A.Meyer.），屬紫葳科梓樹屬落葉喬木，是我國特有的優(yōu)質(zhì)用材樹種和觀賞樹種［1-3]。楸樹樹形優(yōu)美、花大色艷，極具觀賞價值，其材質(zhì)優(yōu)良，素有“木王”美譽［4-5]。我國造林、園林綠化、道路工程等對楸樹資源的需求量與日俱增，但因楸樹自花不育，出苗率低等特點，使幼苗繁殖困難，嚴(yán)重阻礙了楸樹的發(fā)展，進(jìn)而導(dǎo)致楸樹資源日益萎縮［6-7]。因此，實現(xiàn)楸樹的良種擴(kuò)繁是緩解國內(nèi)資源供需矛盾的關(guān)鍵一環(huán)。

嫁接，是將幼苗的枝條或莖（接穗）連接到另一種植物（砧木）的合適部分，彼此協(xié)調(diào)，形成完整的植株［8-9]。嫁接對于植株的生長具有顯著的促進(jìn)作用。在西瓜砧木種質(zhì)潛力的研究中發(fā)現(xiàn)，所有嫁接植株相比于未嫁接植株在葉子數(shù)量、根干重等生長參數(shù)上都表現(xiàn)出優(yōu)越的性能［10]。正因如此，嫁接逐步成為園藝植物營養(yǎng)繁殖和性狀改良的常見做法以及大規(guī)模繁殖的主要途徑［11-12]。在高等植物嫁接過程中，接穗和砧木之間會發(fā)生一些遺傳物質(zhì)的長距離運輸來參與植株代謝調(diào)控［13]。隨著研究水平的不斷提高，嫁接過程中分子領(lǐng)域的探索也逐步深入。

轉(zhuǎn)錄組，即生物體的全部轉(zhuǎn)錄物集合，而轉(zhuǎn)錄組學(xué)是指在RNA水平上對基因表達(dá)的研究［14]。對于植物來說，其生長發(fā)育及其形態(tài)都會受到相關(guān)基因的嚴(yán)格控制［15]。在轉(zhuǎn)錄組研究中發(fā)現(xiàn),嫁接可以影響相關(guān)基因的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)整個植株的生命活動［16]。嫁接柿的轉(zhuǎn)錄組研究中發(fā)現(xiàn)，中間砧‘南通小方柿’通過影響莖生長發(fā)育相關(guān)代謝通路中基因表達(dá)量的變化進(jìn)而起到矮化作用［17]；嫁接蘋果的根系生長發(fā)育轉(zhuǎn)錄組研究中，證實了接穗特性可以通過對糖代謝和生長素等信號通路的調(diào)節(jié)來影響砧木表型［18]；另外，在不同柑橘砧木組合的轉(zhuǎn)錄組分析中發(fā)現(xiàn)，不同砧木顯著影響嫁接植物中生長素和赤霉素信號途徑相關(guān)基因的表達(dá)進(jìn)而影響生長［15]。雖然很多木本植物在嫁接領(lǐng)域中關(guān)于轉(zhuǎn)錄組的研究不斷深入，但是對于不同砧木楸樹嫁接苗之間生長發(fā)育差異的分子機制仍不清楚。

以往的研究中，對于楸樹嫁接苗的生長，更多的是集中于形態(tài)和生理層面上的探索。為進(jìn)一步了解不同砧木楸樹嫁接苗生長差異的分子機制，選取楸樹良種‘蘇楸1號’作為接穗，以梓樹和滇楸為砧木，在形態(tài)和生理學(xué)研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對兩種嫁接組合苗進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序分析，從轉(zhuǎn)錄水平上篩選不同砧穗組合嫁接苗生長發(fā)育的差異基因。研究結(jié)果可為進(jìn)一步闡明楸樹梓砧和滇砧嫁接苗生長差異機制提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試接穗為楸樹良種‘蘇楸1號’，砧木為1年生梓樹和滇楸的實生苗，砧木粗度約為1 cm，長度約為18 cm。試驗所用砧木和接穗均來自南京林業(yè)大學(xué)白馬科研基地楸樹資源圃。嫁接試驗于2020年4月中旬進(jìn)行，采用單芽接，兩個組合分別嫁接200株，嫁接苗按0.6 m×1.5 m的株間距種植。文中梓砧嫁接組合和滇砧嫁接組合分別簡寫為ZS和DS。于2021年8月上旬取ZS和DS相同部位的頂芽和由上至下第5片大小基本一致的葉片，每組合取4株嫁接苗，做好標(biāo)記立即放入液氮速凍，之后置于-80℃超低溫冰箱保存用于轉(zhuǎn)錄組測序。

1.2 方法

1.2.1 生長相關(guān)指標(biāo)測定 嫁接苗生長6個月后，統(tǒng)計兩個嫁接組合的成活率（成活率=成活株數(shù)/嫁接總數(shù)量×100%）。于當(dāng)年12月初，各嫁接組合隨機選擇30株，用游標(biāo)卡尺測定新梢基部5 cm處的直徑，為新梢當(dāng)年粗度。用卷尺測定嫁接部位到新梢頂端的長度，為新梢當(dāng)年長度。于2021年4月中旬，同樣方法測定嫁接部位上下粗度（即接穗/砧木粗度比）。

1.2.2 RNA提取和文庫構(gòu)建 用液氮研磨提取ZS、DS的頂芽和葉片的RNA，每組合的葉片和頂芽各有3個生物學(xué)重復(fù)，共計12個樣品（表1）。使用從美國Invitrogen公司購買的Plant RNA Purification Reagent試劑盒提取RNA。將具有polyA尾巴的真核mRNA用帶有Oligo（dT）的磁珠富集，以用超聲波片段化后的mRNA為模板，在逆轉(zhuǎn)錄酶體系中以隨機寡核苷酸為引物將其逆轉(zhuǎn)錄成cDNA第一條鏈，將RNA鏈降解后，合成cDNA第二條鏈。將雙鏈cDNA經(jīng)純化后進(jìn)行末端修復(fù)，加入A尾，鏈接測序接頭，擴(kuò)增連接產(chǎn)物并純化，最終獲得cDNA文庫。

表1 嫁接組合及取樣部位Table1 Grafting combination and sampling part

1.2.3 測序數(shù)據(jù)處理 cDNA文庫質(zhì)檢合格后，使用Illumina HiSeq2500平臺對其進(jìn)行測序。為保證測序得到的原始數(shù)據(jù)的質(zhì)量，減少干擾，對Raw reads進(jìn)行質(zhì)控。進(jìn)一步采用一定的標(biāo)準(zhǔn)低質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，包括去除含Adapter、含N比例大于10%、全部都是A堿基以及低質(zhì)量的Reads。

1.2.4 差異表達(dá)基因分析 使用DESeq2軟件對ZS和DS嫁接組合葉片和頂芽中的基因表達(dá)水平進(jìn)行分析，得到Reads count數(shù)據(jù)，并將Reads count數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而得到FDR值，篩選FDR＜0.05且|log2FC|＞1的顯著差異基因。差異表達(dá)基因的GO富集分析由GOseq R軟件進(jìn)行［19]，KEGG富集分析由KOBASs軟件進(jìn)行［20]。

1.2.5 RT-qPCR驗證 將轉(zhuǎn)錄組測序后返回樣本的DS和ZS的葉片總RNA反轉(zhuǎn)錄成cDNA，反轉(zhuǎn)錄試劑盒采用北京全式金生物技術(shù)有限公司的TransScript One-Step試劑盒，嚴(yán)格按照試劑盒內(nèi)說明書進(jìn)行操作，反轉(zhuǎn)錄得到的cDNA稀釋10倍后置于-20℃冰箱保存。在與光合作用、營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化相關(guān)通路以及相關(guān)基因功能預(yù)測中，挑選出4個FPKM值高于10的差異表達(dá)基因作為驗證基因，利用NCBI Primer-BLAST和Primer Quest設(shè)計上述差異表達(dá)基因的特異性引物。選擇CfMADH為內(nèi)參基因用于分析基因的表達(dá)［21]。將設(shè)計好的引物序列委托上海捷瑞生物工程有限公司合成（表2）。使用TaKaRa的TB Green? Premix Ex Taq試劑盒配置好混合液后，在StepOne PlusTM Real-Time PCR Instrument上進(jìn)行RT-qPCR，按以下程序進(jìn)行：95℃，30 s；40個循環(huán)（95℃，45 s；60℃，30 s；95℃，15 s）。熒光定量數(shù)據(jù)采用2-ΔΔCT相對定量計算。

表2 RT-qPCR引物序列Table 2 Primer sequences of RT-qPCR

1.2.6 統(tǒng)計分析 生長相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)利用SPSS 26.0軟件采用樣本獨立t檢驗法對兩個楸樹嫁接組合間的差異顯著檢驗（P＜0.05）。柱狀圖使用Microsoft Excel 2010繪圖。

2 結(jié)果

2.1 兩種嫁接苗的生長狀況

ZS和DS的嫁接成活率和各生長量之間存在顯著性差異。ZS的成活率為60.95%,約為DS（32.05%）的1.9倍（表3）；ZS的新梢長度、粗度以及接穗粗度/砧木粗度分別為107.51 cm、2.47 cm、0.822，同樣顯著高于DS（表3）；ZS的葉面積是DS的1.37倍（表3）。

表3 兩個楸樹嫁接苗的成活率和生長量Table 3 Survival rates and growths of grafted seedlings of two Catalpa trees

2.2 測序數(shù)據(jù)及質(zhì)量情況

從表4可以看出，本試驗12個樣品高質(zhì)量數(shù)據(jù)堿基總數(shù)為75612 886298 bp，有效數(shù)據(jù)質(zhì)量高于20的堿基比例（Q20）均高于96%，最大達(dá)到97.36%，有效數(shù)據(jù)質(zhì)量高于30的堿基比例（Q30）在91.16%-92.69%之間。過濾后得到的高質(zhì)量數(shù)據(jù)中含有N堿基的數(shù)據(jù)比例為0，過濾后的序列堿基GC比例在43.79%-44.57%之間。

表4 12個樣本測序數(shù)據(jù)的匯總結(jié)果Table 4 Summary results of sequencing data for 12 samples

同一嫁接組合相同取樣部位的3個重復(fù)樣本間的皮爾遜相關(guān)系數(shù)基本均大于0.8，同時組內(nèi)樣本的皮爾遜相關(guān)系數(shù)均比組間樣本的皮爾遜相關(guān)系數(shù)高（圖1），結(jié)果表明測序樣本的數(shù)據(jù)可靠、生物學(xué)重復(fù)性較好，測序數(shù)據(jù)和序列組裝的質(zhì)量可以進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析。

圖1 樣本間基因表達(dá)水平相關(guān)性熱圖Fig. 1 Correlation heat map of gene expression levels among samples

2.3 差異表達(dá)基因GO、KEGG分析

差異表達(dá)基因的分析主要是針對這兩個嫁接組合之間的研究，包括ZS-L與DS-L、ZS-B與DS-B。由火山圖可知（圖2），越靠近兩端的基因，差異越大；對顯著水平和差異倍數(shù)進(jìn)行評估，得出比較組之間差異基因的整體分布判斷標(biāo)準(zhǔn)為FDR＜0.05，且|log2FC|＞1?？傮w而言，兩嫁接組合葉片間的差異基因數(shù)量大于頂芽。ZS-L與DS-L中，差異基因共有372個，其中，上調(diào)基因為90個，下調(diào)基因為282，差異基因多表現(xiàn)為下調(diào)表達(dá)，占總差異基因的75.81%。ZS-B與DS-B中，差異基因共有187個，其中，102個基因表現(xiàn)為上調(diào)，85個基因表現(xiàn)為下調(diào)，差異基因主要為上調(diào)，占總差異基因的54.55%。

圖2 不同嫁接組合差異基因火山圖Fig. 2 Volcano plot of different genes in different grafting combinations

2.3.1 GO分析 在ZS-L與DS-L中，GO分析表明，有22個途徑顯著富集生物學(xué)分類過程，其中，細(xì)胞過程、代謝過程和單一生物體過程、刺激反應(yīng)、生物調(diào)節(jié)差異表達(dá)基因數(shù)量較多；有13個途徑顯著富集在細(xì)胞組分分類過程中，其中，細(xì)胞、細(xì)胞組分、細(xì)胞器差異表達(dá)基因數(shù)量較多；在分子功能分類過程中有11個顯著富集途徑，結(jié)合和催化活性差異表達(dá)基因數(shù)量較多（圖3-A）。在ZS-B與DS-B中，GO分析表明，在生物學(xué)分類過程顯著富集22個途徑，差異表達(dá)基因數(shù)量較多的為細(xì)胞過程、代謝過程和單一生物體過程、刺激反應(yīng)、生物調(diào)節(jié)；在細(xì)胞組分分類過程顯著富集14個途徑，細(xì)胞、細(xì)胞組分、膜、膜組分差異表達(dá)基因數(shù)量較多；在分子功能分類過程顯著富集12個途徑，差異表達(dá)基因數(shù)量較多的為催化活性、結(jié)合和轉(zhuǎn)運活性（圖3-B）。

圖3 不同嫁接組合差異基因的GO注釋富集分析圖Fig. 3 GO annotation enrichment analysis diagram of differential genes in different grafting combinations

2.3.2 KEGG分析 ZS-L與DS-L中，共有213個顯著基因富集到66條代謝途徑，其中前20條顯著富集通路如圖4-A所示，代謝途徑、淀粉和蔗糖代謝、次級代謝產(chǎn)物的生物合成、苯丙烷生物合成、半胱氨酸和蛋氨酸代謝、單萜生物合成、類胡蘿卜素生物合成、卟啉與葉綠素代謝為主要富集通路。ZS-B與DS-B中，共有137個基因顯著富集到45條代謝途徑，其中前20條顯著富集通路如圖4-B所示，ZS-B與DS-B組合差異基因主要顯著富集通路有晝夜節(jié)律、次級代謝產(chǎn)物的生物合成、碳代謝、玉米素生物合成、淀粉和蔗糖代謝、過氧化物酶體、卟啉和葉綠素代謝、光合生物的固碳作用。

圖4 不同嫁接組合顯著差異基因KEGG富集分析圖Fig. 4 KEGG annotation enrichment analysis diagram of differential genes in different grafting combinations

2.4 嫁接生長相關(guān)代謝通路篩選

針對ZS生長指標(biāo)顯著優(yōu)于DS，參考嫁接柑橘的相關(guān)生長代謝研究［22]，對ZS和DS葉片與頂芽的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，初步篩選與嫁接生長相關(guān)的代謝通路。結(jié)果表明葉片與頂芽內(nèi)參與調(diào)控嫁接過程的通路存在差異，在ZS和DS的葉片中篩選得到關(guān)鍵通路有類胡蘿卜素生物合成、淀粉和蔗糖代謝和卟啉與葉綠素代謝；在ZS和DS間的頂芽中篩選得到的關(guān)鍵通路有硫胺素代謝、玉米素生物合成、苯并噁嗪類生物合成和淀粉和蔗糖代謝。其中，光合相關(guān)代謝通路和淀粉和蔗糖代謝通路在調(diào)控嫁接植株生長發(fā)育過程中發(fā)揮顯著作用［15,23]。本研究中，光合相關(guān)代謝通路的關(guān)鍵調(diào)控途徑如圖5，淀粉和蔗糖代謝通路的關(guān)鍵調(diào)控途徑如圖6。

圖5 光合相關(guān)代謝通路Fig. 5 Photosynthesis-related metabolic pathway

圖6 淀粉和蔗糖代謝相關(guān)通路Fig. 6 Pathways related to starch and sucrose metabolism

2.5 與光合作用相關(guān)的差異表達(dá)基因

在ZS和DS的葉片中，從光合作用相關(guān)的卟啉與葉綠素代謝和類胡蘿卜素生物合成通路里共篩選了8個顯著差異表達(dá)基因（表5）。與ZS相比，DS內(nèi)這8個差異表達(dá)基因均顯著下調(diào)。卟啉與葉綠素代謝通路中的Unigene0054531（HEMA1）、Unigene0017692（CRD1）、Unigene0005359（CAO）和Unigene0040270（CAO）分別與控制葉片合成乙酰丙酸、二乙烯基原葉綠素內(nèi)酯和葉綠素b的能力相關(guān)。而在類胡蘿卜素生物合成通路中的Unigene0051519（PSY1）、Unigene0046587（LCY1）、Unigene0013377（NCED2）、Unigene0044139（CYP707A2）分別參與葉片內(nèi)番茄紅素、胡蘿卜素、黃質(zhì)醛和菜豆酸的合成。

表5 與光合作用相關(guān)的差異表達(dá)基因統(tǒng)計Tab.5 Statistics of differentially expressed genes related to photosynthesis

2.6 與淀粉和蔗糖代謝相關(guān)差異表達(dá)基因

不同砧穗組合的葉片和頂芽中的差異表達(dá)基因均顯著富集于淀粉和蔗糖代謝通路中。共計篩選10個差異表達(dá)基因，其中7個在葉片中，4個在頂芽內(nèi)（表6）。相較于ZS，DS嫁接苗葉片中的Unigene0048299（INV*DC4）、Unigene0038167（SPS2）、Unigene0006320（WAXY）、Unigene0017971（TPPJ）均下調(diào)表達(dá)，使得蔗糖、淀粉合成受阻；而Unigene0000390（GLU3）、Unigene0022047（GLU1）則表達(dá)顯著上調(diào)，進(jìn)而促進(jìn)纖維素大量分解。在頂芽中，Unigene0022047（GLU1）、Unigene0043824（BACOVA-02659）表達(dá)顯著上調(diào)。同時還篩選得到關(guān)鍵基因Unigene0048994（STP-1）和Unigene0047773（BAM1），相比于ZS，DS嫁接苗的頂芽中STP-1的表達(dá)量高而BAM1的表達(dá)量低，進(jìn)而導(dǎo)致淀粉糖原轉(zhuǎn)化生成葡糖的途徑被阻礙，頂芽生長發(fā)育所需的D型葡萄糖合成被促進(jìn)。

表6 與淀粉和蔗糖代謝相關(guān)的差異表達(dá)基因統(tǒng)計Tab.6 Statistics of differentially expressed genes related to starch and sucrose metabolism

2.7 差異表達(dá)基因驗證

根據(jù)上述轉(zhuǎn)錄組的分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在ZS-L和DS-L之間差異更為顯著。因此分別從卟啉與葉綠素代謝、淀粉和蔗糖代謝兩個通路中挑選出Unigene0040270（CAO）和Unigene0006320（WAXY），以及根據(jù)基因功能預(yù)測挑選出同光合作用、葉綠素合成相關(guān)的Unigene0036149（RCA1）和Unigene0007805（GGAT2），共計4個差異表達(dá)基因進(jìn)行RT-qPCR驗證。驗證結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組結(jié)果中基因的表達(dá)變化趨勢一致（圖7），DS中4個基因表達(dá)量均顯著低于ZS。

圖7 四個基因在兩個嫁接組合中的相對表達(dá)量Fig. 7 Relative expressions of four genes in two grafting combinations

3 討論

嫁接可以促進(jìn)植物的生長發(fā)育，根據(jù)現(xiàn)有研究可知，通過嫁接成活率、嫁接苗生長狀況等方面可以對嫁接苗生長差異進(jìn)行初步判斷。本研究中，梓樹為砧木的嫁接苗成活率顯著大于滇砧嫁接苗，滇砧苗的成活率僅為32.05%。原因可能與接穗的品種有關(guān)，同一接穗品種與不同砧木之間的親和性有差異，會影響嫁接成活率，這與黑核桃嫁接結(jié)果一致［24]。有研究認(rèn)為，嫁接口上下徑的粗度比在一定程度上可以判斷嫁接砧穗的親和性，新梢和砧木粗度比值大于0.8且越接近1，親和性越高［25]。本研究結(jié)果顯示梓砧苗的砧穗比顯著大于滇砧苗，且比值更接近于1，說明其親和性更好。

砧木負(fù)責(zé)嫁接植物的礦物質(zhì)營養(yǎng)吸收，不同的砧木可能導(dǎo)致嫁接植物生長量的差異［26]。本研究中，梓砧苗的新梢長度、粗度均顯著大于滇砧苗，說明兩種砧木對楸樹嫁接苗的生長量也是有影響的，該結(jié)果與芒果嫁接一致［27]。對于梓砧苗更為優(yōu)越的生長參數(shù)，可能是因為梓樹早期根系數(shù)量和生長量較大，吸收水分和礦質(zhì)營養(yǎng)的能力更強，從而促進(jìn)了新梢的生長。

葉片是植物體的光合引擎，光合速率的增強可以通過葉面積增大和葉片數(shù)增多實現(xiàn)，進(jìn)一步促使植株干物質(zhì)累積量升高，因此葉面積在某種條件下可以反映嫁接苗的發(fā)育情況［28]。本研究中，梓砧苗的葉面積顯著大于滇砧苗，說明適宜的砧木可通過增大葉面積促進(jìn)植株生長，西瓜嫁接苗葉片研究也證實了此說法［29]。

同一品種接穗嫁接不同砧木，嫁接苗的表型、生長狀況甚至基因表達(dá)都會有所改變［30]。本研究對兩個嫁接組合的葉片和頂芽進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序，試圖從分子層面分析造成這種生長差異的原因。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在ZS與DS葉片內(nèi)篩選得到的關(guān)鍵通路主要與光合作用相關(guān)，頂芽內(nèi)篩選得到的關(guān)鍵通路主要與植株的抗逆性和生長分化相關(guān)［31-32]，而與碳水化合物相關(guān)的淀粉和蔗糖代謝通路在葉片和頂芽內(nèi)均發(fā)揮重要作用，這也表明嫁接親和組合能夠通過增強光合相關(guān)的差異表達(dá)基因的表達(dá)以及碳水化合物代謝來提高細(xì)胞增殖能力，從而促進(jìn)嫁接苗的生長，與黃瓜（Cucumis sativus）嫁接親和性的研究結(jié)果相似［33]。

相關(guān)代謝通路中基因的差異表達(dá)可能是ZS與DS之間生長差異的原因。在篩選得到的與光合作用密切相關(guān)的類胡蘿卜素生物合成中發(fā)現(xiàn)，編碼類胡蘿卜素合成途徑的第一個限制酶八氫番茄紅素合成酶的基因PSY1和編碼番茄紅素環(huán)化酶的LCY1在嫁接組合ZS中的表達(dá)量顯著高于DS。Kim等［34]認(rèn)為LCY基因的過表達(dá)能夠提高ABA含量，以及促進(jìn)PSY基因的表達(dá)進(jìn)而提高類胡蘿卜素的含量，增強植株的抗逆性。在課題組同期生理指標(biāo)測定結(jié)果中，ZS嫁接苗葉片內(nèi)源ABA的含量更高，可以推測ZS能夠通過提高LCY1和PSY1基因的表達(dá)，提高葉片內(nèi)源ABA的含量，增強植株的抗逆性。同樣，在另一條光合相關(guān)的卟啉與葉綠素代謝通路中，相比于DS，ZS嫁接苗葉片內(nèi)葉綠素合成關(guān)鍵酶基因CRD1和CAO基因表達(dá)量均更高，同期的生理指標(biāo)測定結(jié)果顯示，ZS嫁接苗葉片內(nèi)葉綠素a、b含量及凈光合速率、蒸騰速率等指標(biāo)均顯著優(yōu)于DS。因此，可以推測ZS能夠通過提高CRD1和CAO基因的表達(dá)，提高葉綠素的合成，促進(jìn)其積累，從而增強其葉片的光合作用，進(jìn)而促進(jìn)植株的生長。

本研究結(jié)果表明，淀粉和蔗糖代謝在楸樹嫁接苗生長過程中發(fā)揮重要作用。在ZS嫁接苗的葉片組織中，淀粉和蔗糖代謝通路內(nèi)的差異表達(dá)基因大多高表達(dá)，包括SPS2、SS2、TPPJ和WAXY，這意味著該組合葉片中的淀粉和蔗糖代謝更為活躍，與同期生理指標(biāo)測定結(jié)果顯示的ZS葉片的可溶性糖和淀粉含量均大于DS的結(jié)果一致，且與柑橘、甘蔗蔗糖結(jié)果一致［35-36]。同時，在DS嫁接苗葉片中，編碼內(nèi)切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的基因的GLU3和GLU1均高表達(dá)，且在其頂芽組織中同樣發(fā)現(xiàn)GLU1基因表達(dá)量較高，而纖維素的分解與內(nèi)切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶密切相關(guān)，可以推測DS嫁接苗內(nèi)的纖維素被大量消耗。已有研究表明，纖維素是構(gòu)成植物細(xì)胞壁的主要成分之一［37]，對維持植物細(xì)胞的形態(tài)和穩(wěn)態(tài)具有突出的作用。據(jù)此，可以進(jìn)一步推測，GLU3和GLU1的高表達(dá)導(dǎo)致DS組織內(nèi)的纖維素被大量分解，是阻礙嫁接苗的正常生長的原因之一。

4 結(jié)論

研究發(fā)現(xiàn)梓砧苗的各生長參數(shù)均優(yōu)于滇砧苗，轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析表明光合相關(guān)通路及淀粉和蔗糖代謝通路的相關(guān)基因在ZS中高度表達(dá)，篩選出的差異表達(dá)基因可能促進(jìn)ZS嫁接苗的生長發(fā)育。