Page 153 - 《广西植物》2023年第9期

９ 期 杨娜等: ＥＭＳ 诱导红阳猕猴桃耐寒突变体的筛选及转录组分析 １ ７ ０ １

ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｉｒ ｓｔｒｅｓｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ａｎａｌｙｓｉｓ. Ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙꎬ ｍｕｔａｎｔｓ ｗｅｒｅ ｉｎｄｕｃｅｄ
￣１
ｕｓｉｎｇ ＥＭＳ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｕｓｉｎｇ Ｈｏｎｇｙａｎｇ ｋｉｗｉｆｒｕｉｔ ｌｅａｖｅｓ ａｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｎ ｔｉｓｓｕｅ ｃｕｌｔｕｒｅ (４.４ ｇＬ
￣１ ￣１ ￣１ ￣１ ￣１
ＭＳ ＋ ４.５ ｇＬ ａｇａｒ ＋ １.５ ｍｇＬ ６￣ＢＡ ＋ ０.１ ｍｇＬ ＮＡＡ ＋ １５ ｇＬ ｓｕｃｒｏｓｅ ＋ ０.０１－０.１０ ｇＬ ＥＭＳ) ａｎｄ
ｓｃｒｅｅｎｅｄ ｆｏｒ ｃｏｌｄ￣ｔｏｌｅｒａｎｔ ｍｕｔａｎｔｓ ｕｎｄｅｒ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ. Ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｃｏｌｄ￣ｔｏｌｅｒａｎｔ ｍｕｔａｎｔｓ ａｎｄ ｎｏｒｍａｌ Ｈｏｎｇｙａｎｇ ｋｉｗｉｆｒｕｉｔ
ｔｉｓｓｕｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｗｅｒｅ ｓｕｂｊｅｃｔｅｄ ｔｏ ４ ℃ １２ ｈ ｃｏｌｄ ｓｔｒｅｓｓ ｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬ ｗｈｉｌｅ ｌａｔｅｒꎬ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ
ｗａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ ｐｈｅｎｏｔｙｐｉｃ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎꎬ ｓｏｍｅ ｏｆ ｔｈｅ
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ｍｕｔａｎｔｓ ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ０.０６ ｇＬ ＥＭＳ ｗｅｒｅ ｐｈｅｎｏｔｙｐｉｃａｌｌｙ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｔｏ ｃｏｌｄꎻ (２) Ｉｎ ｔｈｅ ＧＯ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ ｄａｔａꎬ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｅｎｒｉｃｈｅｄ ｅｎｔｒｉｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓꎻ (３) Ｗｈｅｎ ｕｓｉｎｇ
ＫＥＧＧ ｄａｔａｂａｓｅ ａｎａｌｙｓｉｓꎬ ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ２１ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｇｅｎｅｓ (ＤＥＧｓ) ｗｅｒｅ ａｎｎｏｔａｔｅｄ ｉｎ １５ ｐａｔｈｗａｙｓꎬ ａｎｄ ｗｈｉｃｈ
ｗｅｒｅ ａｌｌ ｕｐ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ. Ｔｈｅ ｐｒｏｔｅｉｎ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐａｔｈｗａｙ (ａｔｈ０４１４１) ｉｎ ｔｈｅ ｅｎｄｏｐｌａｓｍｉｃ ｒｅｔｉｃｕｌｕｍ ｈａｄ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ＤＥＧｓꎬ
ａｎｄ ｓＨＳＦꎬ Ｈｓｐ７０ꎬ ａｎｄ ＮＥＦ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｔｈｗａｙ ｍａｙ ｂｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｌｄ￣ｔｏｌｅｒａｎｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ. Ｔｈｅ ａｂｏｖｅ
ｆｉｎｄｉｎｇｓ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｍａｔｅｒｉａｌ ｂａｓｉｓ ａｎｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｒａｔｉｏｎａｌｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｌｄ￣ｔｏｌｅｒａｎｔ ｇｅｒｍｐｌａｓｍ
ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ Ｈｏｎｇｙａｎｇ ｋｉｗｉｆｒｕｉｔ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｋｉｗｉｆｒｕｉｔꎬ ｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ (ＥＭＳ)ꎬ ｃｏｌｄ￣ｔｏｌｅｒａｎｔ ｍｕｔａｎｔꎬ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅꎬ ｈｅａｔ ｓｈｏｃｋ ｐｒｏｔｅｉｎ

红 阳 猕 猴 桃 ( Ａｃｔｉｎｉｄｉａ ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ ｖａｒ. ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ 织ꎬ并对再生植株进行耐寒性鉴定ꎬ进而筛选出耐
‘Ｈｏｎｇｙａｎｇ’)果心呈血红色放射状ꎬ味甜可口ꎬ含 寒材料获得海雀稗耐寒突变体ꎮ 曹冠男(２０１８) 筛
有较高的维生素 Ｃ、维生素 Ｅ、多种游离氨基酸及 选出 ＥＭＳ 诱变小麦的最适处理组合ꎬ在所构建的
矿物质成分ꎬ且含有独特的花青素ꎬ是兼具保健及 突变群体中筛选出丰富的表型变异ꎮ 孙慧(２０１９)

美容功能于一体的重要经济作物( 张维等ꎬ２０２１)ꎮ 以海滨木槿为材料ꎬ利用不同浓度 ＥＭＳ 进行诱变
红阳猕猴桃属于早熟型品种ꎬ对低温尤为敏感( 马 处理ꎬ选择合适的诱变浓度和时间ꎬ通过对后期幼
秋诗ꎬ２０１４)ꎮ 红阳猕猴桃对种植区环境要求较 苗变异表型的观察、生理指标的测定以及亚显微

高ꎬ需要达到夏季无酷暑、冬季无严寒( 黄永红等ꎬ 结构的比较进行抗寒性的筛选与鉴定ꎬ获得了海
２０１６)ꎮ 南 方 多 省 市 近 年 日 降 温 幅 度 都 超 过 滨木槿抗寒新品种ꎮ 胡松梅等(２０１９) 在设置 ０ ℃
１０ ℃ ꎬ不断刷新历史气温最低值ꎬ这些气候变化导 的光照培养箱中培养经 ＥＭＳ 诱导后的铁皮石斛突
致温度骤降ꎬ对猕猴桃产业产生一定影响ꎬ严重时 变体ꎬ筛选出 ２０ 株耐寒能力较高的突变体ꎮ
导致猕猴桃树体直接冻死( 李化龙等ꎬ２０２１)ꎮ 随 植物转录组学研究是基于 ＲＮＡ 水平对某一特
着红阳猕猴桃生产的迅速发展和种植面积的不断 定植物器官或组织在某种特定条件下进行其细胞
扩大ꎬ气候的异常变化严重制约其发展ꎬ低温胁迫 内发生的基因转录、转录后调控、调控后表达的研
成为影响其生长、果实质量和产量的主要因素之 究ꎬ是目前研究基因组水平变化最直接和最常用
一ꎮ 因此ꎬ培育出耐寒性强的红阳猕猴桃种质资 的方式(崔凯等ꎬ２０１９)ꎮ 周鹤莹(２０２０) 利用冬枣
源已成为生产中的重要研究内容之一ꎮ 和金丝小枣冷冻胁迫的转录组数据分析差异表达
近年来ꎬ耐寒诱变育种已经被广泛运用于各 基因ꎬ揭示了 ＺＪＤＲＥＢ１ 和 ＺＪＳＯＤ１ 在提高枣抗冻
个植物遗传育种中的抗寒品种选育中ꎬ技术也趋 过程中的作用ꎮ 杨宁等(２０２０) 利用 ＥＭＳ 诱导技
于成 熟 ( 陈 祥 韦ꎬ ２０１７)ꎮ 其 中ꎬ 甲 基 磺 酸 乙 酯 术与转录组测序技术相结合ꎬ对矮化性状及其调
(ｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅꎬ ＥＭＳ) 是目前世界上公认 控的相关基因进行了一系列分析ꎮ 如今ꎬＲＮＡ 测
最有效的用于抗性品种选育的化学诱变剂之一ꎬ 序方法已成为分子生物学研究植物抗性功能的重
其具有使用方便、特殊性较好、诱变所产生的后代 要手段ꎬ达到商业化水平并广泛应用于我国相关
遗传性状比其他诱变育种的后代更稳定等优点 农林业的研究中ꎬ但采用 ＥＭＳ 诱导技术与转录组
(王 元 东 等ꎬ １９９９ꎻ 彭 波 等ꎬ ２００７ )ꎮ 王 小 华 等 测序技术相结合运用到猕猴桃中还鲜有报道ꎮ
(２０１０)对柱花草愈伤组织进行化学诱变处理ꎬ并 红阳猕猴桃营养丰富ꎬ经济价值高ꎬ但抗寒性
通过筛选抗寒突变体选育出优良种质资源ꎮ 陈祥 差限制了其发展空间ꎬ因此通过 ＥＭＳ 诱变及筛选ꎬ
韦(２０１７) 利用 ＥＭＳ 诱变技术处理海雀稗愈伤组 选育出红阳猕猴桃耐寒种质资源ꎬ有利于红阳猕猴