【摘 要】
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连翘[Forsythia suspensa(Thunb.)Vahl]为木犀科连翘属多年生植物,果实入药具有清热解毒、消肿散结、疏散风热的功效,且在经济及园林观赏等方面有重要价值。连翘为异型花柱植物,分为长花柱(Long morph,L-morph)与短花柱(Short morph,S-morph),相同花型具有自交不亲和的特性。连翘野生抚育和人工栽培时,长花柱与短花柱植株比例不合理,导致产量较低。
【基金项目】
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国家重点研发计划项目:高品质道地药材恒山黄芪、潞党参、北柴胡生态种植示范研究(2019YFC1710800); 山西省高等学校教学改革项目(J2015028,J2017031); 山西省基础研究计划项目(201801D121204);
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连翘[Forsythia suspensa(Thunb.)Vahl]为木犀科连翘属多年生植物,果实入药具有清热解毒、消肿散结、疏散风热的功效,且在经济及园林观赏等方面有重要价值。连翘为异型花柱植物,分为长花柱(Long morph,L-morph)与短花柱(Short morph,S-morph),相同花型具有自交不亲和的特性。连翘野生抚育和人工栽培时,长花柱与短花柱植株比例不合理,导致产量较低。本研究首先利用石蜡切片技术和体视显微镜观察连翘花芽分化及花器官发育过程,并进行授粉试验;通过SSR(Single sequence repeats)分子标记技术研究连翘异型花柱植株的序列多态性;筛选连翘花发育期的内参基因;依据课题组转录组数据分析与花柱伸长有关的CYP734A_like基因。结果如下:1.连翘花芽分化及花器官生长发育过程包括花芽分化期、休眠期、花芽萌动与膨大期、鳞片脱落期、现蕾期、露冠期、开花期,其中花芽分化期划分为分化初期、萼片原基分化期、花冠原基分化期、雄蕊和雌蕊原基分化期、雌雄蕊形成期、花粉粒形成期。开花前一年连翘异型花柱植株的花芽分化及发育无明显区别;至鳞片脱落期长花柱伸长超过短花柱,现蕾期花丝开始发育,露冠期短花柱花丝远远超过长花柱。连翘异型交配坐果率大于50%,同型交配和自交坐果率分别在20%和5%左右。2.16对SSR引物扩增序列条带清晰,共扩增出7个共有等位基因和68个特有等位基因,其中4对SSR引物在长花柱与短花柱中的扩增序列有明显差异。3.为研究连翘花发育时期基因表达水平,筛选出花器官发育期最适内参基因FS-4(c52656.graph.graph_c0)与HIS;4.利用课题组转录组数据及生物信息学技术鉴定出26个CYP734A_like基因,其编码蛋白质主要定位于细胞质膜和线粒体,均含有P450超家族保守特征序列和血红素结合域,发现CYP734A_like18(c59030.graph_c0)与木犀科木榄、CYP734A_like22(c66147.graph_c0)与合瓣花的CYP734A1蛋白亲缘关系较近,花柱伸长期二者在长花柱中表达下调,短花柱中表达上调。但转录组FPKM值结果显示CYP734A_like22在连翘异型花柱植株花柱伸长期表达量变化不显著。KEGG注释结果表明与CYP734A1酶相关的基因包括CYP734A_like18基因。
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