能源植物小桐子(Jatropha curcas)為大戟科多年生木本植物,其種子油是加工生產生物燃油的優質原料。中國科學院西雙版納熱帶植物園能源植物分子育種組前期研究發現,用細胞分裂素處理能源植物小桐子,可以增加其小花總數和雌花數,并能誘導產生兩性花,從而提高其種子產量。
該研究組的潘幫珍博士及其合作者在徐增富研究員指導下,采用高通量測序的方法對細胞分裂素處理后不同時間點的小桐子花序分生組織進行轉錄組測序,共獲得了703,755條平均長度為364bp的高質量序列。經過拼接后,獲得23,591個unigene(平均長度為740bp)和58,920個singleton。根據基因差異表達結果,分析了細胞分裂素以及其它一些激素合成、代謝和信號路徑、開花相關,以及與細胞分裂相關基因的表達變化,并對部分基因的差異表達進行了驗證。與已有的模式植物擬南芥的相關研究進行比較,發現小桐子ABCE模型同源基因與擬南芥中ABCE模型基因響應細胞分裂素存在差別,這些差別可能是導致小桐子和擬南芥響應細胞分裂素產生不同表型的原因。另外,研究者篩選出了一些與細胞分裂相關的,可能參與細胞分裂素處理后小桐子小花數量增加這一過程的基因。下一步的研究將克隆這些功能基因,構建植物表達載體,進行小桐子轉化,從而對這些基因的功能進行驗證。
相關結果以Transcriptome of the inflorescence meristems of the biofuel plant Jatropha curcas treated with cytokinin 為題發表于國際專業期刊BMC Genomics。
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