摘要
枣（ZiziphusjujubaMill.）是我国重要的栽培果树和生态树种。新疆是我国最大的优质干枣产区，其中灰枣是栽培面积最大的主栽品种，但其自然坐果率极低。花期喷施GA3是提高枣树坐果率的一项重要措施，但GA3诱导枣坐果的机理尚不清楚。本研究以灰枣坐果期不同发育阶段的枣花和幼果为研究对象，开展了GA3诱导对枣花形态和结实率的影响研究，在明确表型差异时间点的基础上，进一步利用液相色谱串联质谱（LC-MS/MS）和转录组测序（RNA-seq）技术分析了3个时期的枣花及生理落果期幼果在内源激素含量和基因表达水平的差异，鉴定了参与花器发育、GA合成代谢与信号转导的关键差异基因和代谢通路，并对3个关键基因ZjEXPA8、ZjLAX3和ZjCYP78A7进行了克隆和表达量分析，旨在从形态、激素、基因水平联合解析GA3诱导枣坐果的生理和分子机制。主要内容和结果如下： （1）枣花从蕾裂期至子房膨大期，大致历时4-5d，子房膨大期花朵转变成果实大致需要2-3d，即灰枣从开花到坐果历时6-8d。萼片展平期、花丝萎蔫期、子房膨大期可作为研究灰枣坐果过程的重要时间节点。相比自然坐果，GA3诱导在表型上的差异主要体现在从枣花转变为幼果后的起始阶段，GA3处理的果实膨大速率明显加快，尤其在幼果开始发育的一周内，单果重显著提高。此外，GA3处理加快了胚珠的分解。花期喷施GA3能显著提高灰枣坐果率，进入子房膨大期后，前期灰枣落果数量下降平缓，后期下降明显，幼果开始发育后10d左右会出现一个明显的落果高峰，而GA3处理延缓了枣树落果高峰期的到来。 （2）花期喷施GA3促进了枣花中GA的合成代谢，特别是提高了子房膨大期枣花中GA3、GA1、GA15含量。GA3诱导提高了枣花中IAA、ICAld、cZ的含量，但对各时期ABA含量的影响不明显。因此，GA3诱导在枣花结实过程中表现为提升GA含量，提高Auxin含量，加速cZ积累，形成了利于灰枣坐果的激素水平，从而加快了花向幼果的转变。外源GA3通过DELLA蛋白为核心元件的GA信号转导途径在坐果阶段发挥作用。通过RNA-seq分析共鉴定出与花粉、子房、胚珠等花器发育相关的基因21个，GA生物合成通路的基因1个，与GA信号转导通路有关的基因3个。 （3）对即将进入生理脱落阶段的处理组和对照组幼果进行RNA-seq，共鉴定出2391个差异基因，其中下调1677个、上调714个。差异基因主要富集在物质代谢活动、营养物质的吸收、GA合成代谢等生物过程，以及次生代谢物合成代谢、碳水化合物、脂类、氨基酸、无机离子的运输和代谢、细胞信号与发育等途径，表明此阶段幼果脱落与营养吸收密切相关。GA3处理提高了幼果中GA和CTK类激素的含量，降低了IAA、ICAld、ABA、ABA-GE的含量，增强了GA和CTK信号并减弱了ABA信号。因此，GA3处理后灰枣幼果生长发育受到促进，而脱落受到抑制。 （4）ZjEXPA8、ZjLAX3和ZjCYP78A7分别含有762bp、1398bp和1614bp的开放阅读框，编码253、465和537个氨基酸，蛋白分子量分别为26.91kDa、52.47kDa和60.37kDa，等电点分别为8.42、8.64和7.73，GenBank登录号分别为NC_029681.1、XP_015885608.1和XP_015890966.1。灰枣ZjEXPA8与甜橙亲缘关系最近，ZjLAX3与樱桃、桃、甜瓜与笋瓜的亲缘关系最近，ZjCYP78A7与大叶栎、川桑和栓皮栎的亲缘关系最近。ZjEXPA8、ZjLAX3和ZjCYP78A7可能主要在蕾黄期和萼片展平期枣花中发挥作用，花期GA3处理诱导了3个基因上调表达。
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