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空心菜(Ipomoea aquatica Forsk)是旋花科番薯属一年或多年蔓生草本植物,既能水生也能陆生,极易长出不定根且具有耐高温高湿的特性。本研究以空心菜为试验材料,构建空心菜高频离体再生体系,同时对两个品种的空心菜分别进行长日照和短日照处理,随后进行转录组分析。主要研究成果如下:1.空心菜无菌苗的消毒空心菜无菌苗消毒的最佳方式为:空心菜种子经过20%的次氯酸钠溶液消毒15 min后,接种于含有0.05%PPM的MS基本培养基上,发芽率为85.58%,平均发芽时间为3.57 d。2.空心菜不定芽的诱导以15种不同基因型的空心菜为供试材料,空心菜的子叶、带柄子叶、第一节间和下胚轴为外植体,进行离体再生研究,结果表明,仅有带柄子叶和第一节间可诱导出不定芽。其中12种基因型的第一节间诱导形成不定芽,而仅有4种基因型的带柄子叶诱导产生不定芽,可见,带柄子叶无法诱导形成不定芽的基因型,其第一节间可能诱导出不定芽,第一节间的适用性较为广泛。不同基因型之间诱导率差异很大,同一种基因型的不同外植体诱导率存在很大差异。以空心菜第一节间为外植体时,最佳培养基配方为MS+1 mg/L6-BA+0.1 mg/L IAA+7g/L琼脂,诱导率为20.62%;以空心菜带柄子叶为外植体时,最佳培养基配方为:1/2MS+2mg/L TD2+30 g/L蔗糖+2.5 g/L结冷胶,诱导率为27.69%,形成不定芽的每个外植体不定芽个数为2.67个。空心菜离体再生体系中,最佳苗龄为5~7d,苗态呈现子叶刚展开,无真叶长出时,最佳的放置方式为斜插。3.空心菜生根培养和移栽在附加0.1 mg/LNAA的1/2 MS培养基上,不定根诱导效果最好,诱导率为100%,平均生根时间为3.19d,平均不定根数量为4.13条。再生苗移栽成活率为100%。4.光周期对空心菜开花时间的影响在自然条件下,日照长度低于12h31m时,’HN-WS06’空心菜陆续开花,日照长度低于12h03m时,’青骨柳叶’空心菜陆续开花;在人工调控环境下,10 h的短日照处理30 d后两种空心菜逐渐开花,16 h长日照处理,空心菜不开花。5.转录组测序在青骨柳叶短日照(GS)vs青骨柳叶长日照(GL)对比组中,共发现1467个DEGs,其中上调表达的DEGs有676个,791个基因表达下调:在’HN-WS06’短日照(WS)vs ’HN-WS06’长日照(WL)的对比组中,共发现了 984个差异表达基因,其中,476个基因表达上调,408个基因表达下调。其中两个对比组中均存在的差异有1 19个。6.差异基因富集分析在GS vs GL 比较组合中,所有的差异基因共注释到693条GO Term,主要注释到生物过程和分子功能的子类。其中只有生物过程中的3条GO Term表现出显著性。KEGG通路富集了 92条代谢通路,其中只有核糖体发生(Ribosome biogenesis in eukaryotes)和基因复制(DNA replication)两个代谢通路中有显著性。在WS vs WL 比较组合中注释了 543条GO Term,主要富集到了分子功能的子类,少量的富集到了生物过程,其中只有分子功能中的5条GO Term表现出显著性。KEGG通路共注释了 70条代谢途径,主要富集在倍半萜和三萜类化合物的合成(sly00909)、内质网中的蛋白质加工(sly04141)以及氰基氨基酸代谢(sly00460)等通路中。7.转录因子分析在GS vs GL和WS vs WL两个比较组合中,均存在的主要差异表达的转录因子有 4 个,分别为 PkinaseTyr、Pkinase、p450 以及 2OG-FEIIOxy。8.FT、HY5基因进化树ML树结果显示,与拟南芥FT/TSF基因聚在的有3个基因,分别为evm.model.scaf323.203、evm.model.scaf323.202 以及 evm.model.scaf129.59;有 2 个基因与拟南芥HY5基因家族的基因聚在一起,分别为evm.model.scaf112.6和evm.model.scaf 32.179。