用RNA-Seq新技术筛选和鉴定与荔枝落果相关的基因

荔枝是重要的热带亚热带水果，开花后落果现象非常严重，极大地限制了荔枝产业的发展。果实脱落的分子机制尚不清楚，本研究的目的是筛选和鉴定参与荔枝幼果脱落相关基因，并为解析荔枝果实脱落的分子调控网络打下基础。本研究通过设计遮阴、环剥去叶和植物生长调节剂（2,4-D和乙烯利）的促进或抑制田间落果的试验，获取了显著的生物和生理效应，采用最新的RNA-Seq技术构建了荔枝果实和果柄转录组文库，并结合数字转录本丰度（DTA）表达谱测序和qRT-PCR等技术，以及生物信息学方法，筛选了与荔枝幼果落果的相关基因。主要研究结果如下：.（1）构建了首个荔枝果实转录组文库和果柄转录组文库，分别得到45,370和46,559条unigenes；（2）构建了促进和延缓幼果脱落田间试验平台，发现整株遮阴、结果母枝环剥去叶和浸泡乙烯利处理可在2-7天内诱发荔枝果实的大量脱落，浸泡2,4-D处理则能显著延缓和抑制果实脱落；（3）以‘妃子笑’和‘状元红’荔枝为试材，在花后25 d分别对结果母枝进行环剥去叶（GPD）、环剥去叶后浸泡2,4-D（GPDD）和乙烯利（ETH）处理，这三种处理均促进了幼果内乙烯的生成、能量（ATP、ADP、AMP）的产生以及抗氧化酶（POD、CAT）活性的提高；降低了幼果内总糖、蔗糖、葡萄糖和果糖的含量。GPD处理显著提高了AZ中纤维素酶和果胶甲酯酶的活性，ETH处理仅对纤维素酶活性有促进作用，但对果胶甲酯酶不产生影响，GPDD处理则显著抑制了GPD处理后两种酶活性的提高；（4）以‘糯米糍’品种为试材，将遮阴和非遮阴处理混合幼果样品进行DTA表达谱测序，获得了1,039个显著差异表达基因（DEGs）。（5）以‘乌叶’荔枝为材料，对花后35 d的结果母枝进行GPD处理，将处理后2 d、4 d和7 d和相应对照的离区、果皮和种子RNA混合样品进行测序，从中筛选到响应环剥去叶诱导基因为857个。（6）以‘妃子笑’荔枝为试材，在花后25 d分别对结果母枝进行GPD、GPDD和ETH处理，分别对处理后0d、1d、2d和3d的离区样品进行测序和分析，分别筛选到响应GPD、GPDD和ETH处理胁迫诱导的DEGs共2,863个、1,576个和2,730个；将GPD和ETH处理共同表达基因与GPDD获得的DEGs以及文献筛选的25个基因进行合并，最终获得荔枝幼果脱落相关基因3,066个，这