施钙量对白菜生长和钙转运关键基因家族ACA表达的影响OA北大核心CSTPCD

【目的】探究施钙量对白菜生长和钙转运关键基因家族ACA表达的影响,了解白菜钙吸收、转运和富集的分子调控机制,为进一步开展富钙白菜新品种选育及栽培中钙肥合理施用提供理论基础。【方法】采用黑叶五月慢和上海六月慢2个白菜品种进行盆栽试验,设0、0.2、0.4、0.6和0.8 g/kg施钙量处理,以0 g/kg为对照,测定白菜地上部和根系生物量、钙含量及钙积累量,选取对照和0.8 g/kg施钙量处理白菜叶片进行转录组测序,筛选差异表达基因(DEGs)并进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,通过实时荧光定量PCR验证施钙量对ACA基因家族表达的影响。【结果】随着施钙量的增加,黑叶五月慢和上海六月慢地上部和根系干重、钙含量均呈先升高后降低的变化趋势,2个白菜品种地上部和根系干重、钙含量分别在0.4、0.6 g/kg施钙量处理下达最大值且显著高于对照(P<0.05,下同);2个白菜品种地上部钙积累量随着施钙量的增加均呈先升高后降低的变化趋势,而根系钙积累量整体呈升高趋势。0.8 g/kg施钙量处理与对照黑叶五月慢间存在87个DEGs,0.8 g/kg施钙量处理与对照上海六月慢间存在176个DEGs,DEGs主要注释到细胞过程、代谢过程、结合、催化活性等GO功能条目,显著富集到酪氨酸代谢、硫代葡萄糖苷生物合成、植物激素信号传导等KEGG信号通路。从DEGs中鉴定出25个ACA基因家族成员。实时荧光定量PCR检测结果表明,0.6和0.8 g/kg施钙量处理下2个白菜品种ACA4-4和ACA10-1基因相对表达量均较对照显著上调,黑叶五月慢ACA11-2基因相对表达量在0.6 g/kg施钙量处理下较对照显著上调。对白菜ACA基因相对表达量与钙含量进行相关分析发现,ACA4-4、ACA10-1和ACA11-2基因相对表达量与白菜钙含量均呈正相关,其中ACA4-4基因相对表达量与白菜钙含量相关性达显著水平。【结论】适量施钙可显著提高白菜地上部和根系干重及钙含量。筛选出钙转运关键基因ACA4-4、ACA10-1和ACA11-2,推测ACA基因家族成员在白菜钙转运和积累中具有重要作用。