摘要
油茶是我国重要的木本食用油料树种，但在生产中存在大量落果的问题，导致其产量低、效益低。课题组前期初步研究发现乙烯对油茶落果有重要影响。然而乙烯影响油茶落果的机制尚不清楚。本研究以国审油茶良种‘华硕’为试材，从田间观测、组织形态解剖、激素代谢和分子水平上开展研究:一是通过田间观测其果实生长发育期落果动态确定落果高峰期，解剖分析落果高峰期的即将脱落果与正常果的离区组织结构差异;二是比较分析即将脱落果和正常果离区之间的内源激素含量差异，以及外源乙烯对油茶落果的影响;三是通过对正常果、即将脱落果和乙烯处理果的离区进行转录组分析，确定影响油茶果实脱落的关键基因，旨在为阐明乙烯对油茶果实脱落的影响机理提供理论依据。主要研究结果如下: 1.油茶落果规律及果实离区组织形态解剖特性。对油茶‘华硕’果实发育期的落果动态进行田间观测，发现其在8月下旬进入落果高峰期，至10月初累积落果率为28.5％。以落果高峰期的即将脱落果和正常果离区为材料，利用体视显微镜、扫描电镜和石蜡切片对其结构进行观察，结果表明即将脱落果与正常果的离区结构存在明显差异。从外部形态可以看到即将脱落果离区处的凹陷深于正常果，且果柄与茎粘连不紧密;扫描电镜结果显示正常果较即将脱落果离区近轴端断裂面的髓部撕裂明显，细胞破碎严重;石蜡切片观察结果显示，即将脱落果离区的皮层已经分化出离层结构，且离区边缘处的细胞已经解体，形成较深凹陷，而正常果离区细胞形态正常，无离层结构。 2.油茶果实离区内源激素及外源乙烯对落果的影响。以油茶落果高峰期的即将脱落果和正常果的离区为材料进行内源激素含量测定，结果表明即将脱落果离区中乙烯前体ACC（1-氨基环丙烷-1-羧酸）的含量为4286.79ng/g，较正常果离区增加50.26％;即将脱落果离区中ACO(ACC氧化酶)酶活性较正常果离区增加93.98％，表明乙烯与油茶果实发育期的大量落果密切相关。2g/L乙烯利处理组在喷施后的第4天(35.00％)、第8天(48.67％)和第16天(57.67％)的累积落果率均显著高于对照组第4天(4.00％)、第8天(7.50％)和第16天(25.00％)的累积落果率，且处理组中ACC含量和ACO酶活性也显著高于对照组，说明外源乙烯诱导了离区内源乙烯含量增加，并促进了油茶落果。以上结果表明油茶果实离区内源乙烯含量升高与其果实发育期大量落果密切相关。 3.油茶果实离区转录组分析。以自然条件下的正常果、即将脱落果及外源乙烯处理果的离区样品进行转录组测序分析，结果共获得654401180条cleanreads，产生165606条Unigenes，注释到四大数据库上(Nr、KEGG、COG和SwissProt)的Unigenes共85136条。差异表达基因分析显示，自然条件下的即将脱落果离区(M2)较正常果离区(CK2)有1156个基因上调，239个基因下调;外源乙烯处理后第8天的果实离区较清水对照处理后第8天的果实离区有776个基因上调，582个基因下调;外源乙烯处理后第16天的果实离区(ETH2)较清水对照处理后第16天的果实离区(CK2)有897个基因上调，478个基因下调。在CK2vsETH2和CK2vsM2两组之间有164个共同的差异表达基因。在自然条件下的即将脱落果离区和乙烯利处理后第16天的果实离区中，发现7个乙烯生物合成及信号转导基因(ACS1、ACO1、ACO2、ACO3、ETR1、ETR2和ERF1)较正常果离区均上调表达，且与qRT-PCR验证结果一致，表明这7个基因可能是油茶落果过程中的关键基因。
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