文章标题:Transcriptomics and metabolomics changes triggered by exogenous 6-benzylaminopurine in relieving epicotyl dormancy of Polygonatum cyrtonema Hua seeds
发表期刊:Frontiers in Plant Science
影响因子:6.627
作者单位:安徽农业大学
百趣提供服务:植物阿趣广靶®代谢组学 研究背景
多花黄精(Polygonatum cyrtonema Hua)是一种药食同源的多年生植物,它是治疗糖尿病和哮喘的重要中药,含有类黄酮和多糖,对抗疲劳和治疗糖尿病有一定作用。但是黄精种子具有“双重休眠”的特征,即胚根休眠和上胚轴休眠;因此,在自然条件下,黄精种子需要经历两个冬天才能顺利出苗,而且繁殖周期非常长,这大大限制了大规模种植。植物激素在植物休眠解除中起着重要作用,6-苄基氨基嘌呤(6-Benzylaminopurine, 6-BA)是一种合成细胞分裂素,通常用于缓解植物的休眠。在本研究中,我们使用转录组学和代谢组学分析了外源6-BA处理后黄精种子的差异。
技术路线

研究结果 1、6-BA处理对黄精种子外观和形态指标的影响
形态学观察表明(图1),黄精种子的发芽率随着培养时间的延长而增加,当发芽率达到60%(30天)时,发芽率增长趋于稳定;当6-BA浓度为100~300mg/L时,效果明显,最佳浓度为200mg/L。处理组在14天时种子相继发芽,28天后出苗率达到60%以上,根部逐渐伸长。但从同一时期的水分对照组来看,进入上胚轴休眠后,上胚轴芽伸长不明显,21天才开始有少量种子发芽,出苗率始终低于10%;但根生长迅速,14天后比处理组长。

研究发现6-BA处理能有效提升黄精种子的发芽率和出苗率,尤其在200mg/L浓度下效果最佳。通过代谢组学和转录组学分析,揭示了6-BA如何影响类黄酮生物合成、精氨酸和脯氨酸代谢以及玉米素生物合成途径,从而解除种子的上胚轴休眠。类黄酮、精氨酸和玉米素生物合成途径的基因与代谢物变化在这一过程中起关键作用。
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