基于转录组和代谢组的大花万代兰根部发育、防御过程初探OA北大核心

大花万代兰(Vanda coerulea),为附生型植物,根裸露在空气中生长,具有重要的观赏价值,也是兰花育种的重要亲本。从组学水平探究大花万代兰根的生长发育机制,能为全面了解气生根独特适应机制提供理论基础。本研究以大花万代兰气生根3个不同发育水平的根部位为材料,结合转录组和代谢组学,揭示大花万代兰根部不同部位的生长发育情况及其防御适应机制。转录代谢联合分析结果显示,2份对比组的差异表达基因(DEGs)和差异积累代谢物(DAMs)显著富集在代谢途径、各种次生代谢物的生物合成途径和植物激素信号传导等途径。转录组结果显示,根部分生区(A)与伸长区(B)有11 995个DEGs,上调6274个,下调5721个。伸长区(B)与成熟区(C)共有3673个DEGs,上调1691个,下调1982个。代谢组结果显示2份对比组DAMs共有102个,上调52个,下调50个。在根系的生长发育上,生长素(auxin)、赤霉素(GAs)、脱落酸(ABA)等相关基因在植物根部发育过程中有显著变化。在防御适应机制上,生物碱(alkaloids)、类黄酮(flavonoids)、木质素(lignins)等化合物合成相关基因在根的分生区和伸长区表达相对成熟区较多。说明气生根的发育受上述激素调控且积累较多种类的次生代谢物,提高自身的防御能力。