井窖深栽烟苗的生理响应及其转录组和次生代谢特征

为揭示井窖深栽促进作物生长的理论机制,以常规移栽为对照,比较分析了井窖深栽烟苗的生理生化和转录组特征.结果表明:井窖深栽烟苗生长环境的平均气温为22.29℃,比常规移栽提高了4.76℃;环境相对湿度为97.10％,较常规移栽增加了58.97％;烟苗叶片的平均太阳光合有效辐射为221.57 μmol/(m2·s),比常规移栽降低了20.53％.与常规移栽相比,井窖深栽烟苗株高显著增加,最大叶面积显著增大,叶片水势提高29.92％～64.46％,增加显著;叶片超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性及丙二醛(malonaldehyde,MDA)含量分别降低了14.48％、8.86％和9.83％(P＜0.05).转录组测序共发现4 845个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中下调表达基因2 693个,上调表达基因2 152个;基因本体(gene ontology,GO)富集分析表明,下调DEGs主要富集于氧化还原过程和氧化还原酶活性等功能途径;京都基因和基因组数据库(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析表明,DEGs最显著富集于黄酮类化合物生物合成途径,该途径关键酶查耳酮异构酶、黄烷酮-3-羟化酶、黄酮醇合成酶、黄酮类-3′-羟化酶、黄酮醇-3-O-葡萄糖苷L-鼠李素转移酶等的相关基因表达下调.常规移栽烟苗叶片中的二氢槲皮素、芦丁、山柰酚-3-O-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-半乳糖苷、木犀草素、异鼠李素-3-O-芸香糖苷和山柰酚-3-O-芸香糖苷等7种黄酮类化合物含量显著高于井窖深栽烟苗.井窖深栽提高了移栽烟苗生长环境的温、湿度,降低了叶片光合有效辐射,避免了烟苗遭遇明显逆境胁迫,促进了烟苗的生长发育.