陳笛，郭永春，陳雪津，王鵬杰，陳桂信，葉乃興

福建農(nóng)林大學 園藝學院 茶學福建省高校重點實驗室，福建 福州 350002

茉莉花 (Jasminum sambac(L.)Ait.)，屬木樨科 (Oleaceae) 素馨屬的多年生常綠灌木，是一種天然的香料及觀賞植物，其根、莖、葉、花均具有藥用功能，在亞熱帶地區(qū)廣泛栽培，我國江蘇省、浙江省、福建省、廣東省等地有較多栽培[1]。光對植物的生長發(fā)育及形態(tài)建成是一個重要的環(huán)境因素，而光質(zhì)作為重要的光環(huán)境因素，近年來受到人們?nèi)找婷芮械年P(guān)注，有研究表明光質(zhì)可調(diào)控植物開花，其中紅光 (600–660 nm) 可誘導長日照植物開花，抑制短日植物開花，而藍光與其具有相反的作用[2]。Lin等[3]的研究發(fā)現(xiàn)，紅光和藍光影響植物開花主要是通過調(diào)控PHY和CRY基因的表達，其中紅光影響PHY基因的表達進而抑制開花，而藍光調(diào)控CRY基因的表達來促進開花。目前，光質(zhì)對植物的研究主要用于培育部分花卉，如郁金香[4]、菊花[5]等，且多是對生理生化指標的測試，如光質(zhì)對葉綠素含量、氧化酶活性、可溶性糖含量及生長速率等的調(diào)控[6]，鮮有從轉(zhuǎn)錄水平進行深入研究。

隨著組學技術(shù)的快速發(fā)展及其在揭示細胞生理活動規(guī)律和代謝機理的研究中廣泛應用，轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)能全面快速地獲取研究對象在某一狀態(tài)下基因轉(zhuǎn)錄信息，從中挖掘重要功能基因，揭示不同生物學性狀的分子機制，且相對于傳統(tǒng)的芯片雜交平臺，轉(zhuǎn)錄組測序可提供更精確的數(shù)字化信號，更高的檢測通量及更廣泛的檢測范圍[7]，尤其適用于還未有基因組信息的物種。目前，轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)已被廣泛應用于茶樹[8]、芒[9]、慈竹筍[10]等植物的研究中。

目前，關(guān)于茉莉花方面的研究主要集中在香氣成分及相關(guān)合成基因的研究[11-13]，而通過光質(zhì)調(diào)控茉莉開花的研究尚未見報道。本研究選取雙瓣茉莉花，運用Illumina Hiseq/Miseq 2000高通量測序技術(shù)，探究了以LED為光源的紅光和藍光對茉莉開花時間調(diào)控的影響，利用測序得到的大量Unigene進行比較分析不同光質(zhì)處理后茉莉花的轉(zhuǎn)錄差異，篩選出開花調(diào)控相關(guān)的差異表達基因，研究旨在初步揭示光質(zhì)調(diào)控茉莉開花的分子機制，并為茉莉開花時間的調(diào)控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試材與取樣

以長勢一致且已過花期的3年生茉莉盆栽植株 (盆15 cm×20 cm，株高25 cm) 為試驗材料，并置于晝溫 (32±2)℃、夜溫 (22±2)℃及相對濕度(75±5)%的植物培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。本試驗的對照組(CK) 為白色LED燈，處理組為純紅光 (Red) 和純藍光 (Blue)，波長分別為660 nm和460 nm，光照強度均為18 μmol/(m2·s)，光照周期為12 h/d，每個處理3個重復 (1盆為一個處理，每盆10株左右)。在處理過程中，觀察茉莉開花情況，以現(xiàn)蕾時間 (處理后第7天) 最早的一組作為取樣時間點，對3組分別取頂芽部位作為樣品，液氮速凍后?80 ℃保存，用于后期轉(zhuǎn)錄組測序分析。

1.2 茉莉開花數(shù)量統(tǒng)計

觀察并記錄茉莉花經(jīng)不同光質(zhì)處理后茉莉花的始花期 (第一朵花蕾出現(xiàn)) 和花蕾數(shù)量，以及終花期 (整株花蕾不再增加) 及花蕾數(shù)量，并通過SPSS軟件在P<0.05顯著水平下采用LSD方法進行方差分析。

1.3 文庫構(gòu)建及轉(zhuǎn)錄組測序

參照Plant RNA Purification Reagent試劑盒(美國Invitrogen公司) 中方法提取樣品總RNA，用于后續(xù)cDNA文庫的構(gòu)建和轉(zhuǎn)錄組測序；提取的RNA利用Nanodrop2000進行濃度和純度(OD260/OD280比值) 的檢測，用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測其完整性，最后用Agilent 2 100測定其RIN值。

cDNA 文庫的構(gòu)建和轉(zhuǎn)錄組測序均委托上海元莘生物醫(yī)藥科技有限公司完成。利用帶有Oligo (dT) 的磁珠從總RNA中分離出mRNA，用片段化緩沖液將其完全隨機斷裂成 200 bp 左右的片段序列；隨后以此為模板，進行反轉(zhuǎn)錄實驗，合成一鏈cDNA，隨后進行二鏈合成，形成穩(wěn)定的雙鏈結(jié)構(gòu)；加入End Repair Mix 將結(jié)構(gòu)為粘性末端的雙鏈cDNA補成平末端，隨后在3′末端加上一個A堿基，用于連接Y字形的接頭；最后采用TruseqTMRNA sample prep Kit試劑盒(美國Illumina公司) 進行PCR擴增富集得到 cDNA文庫，并用Certified Low Range Ultra Agarose 試劑盒 (美國BIO-RAD伯樂) 回收目的條帶；文庫建成后，采用TBS380 Picogreen (美國Invitrogen 公司)進行定量，按數(shù)據(jù)比例混合參照cBot Truseq PE Cluster Kit v3-cBot-HS試劑盒(美國Illumina公司)進行橋式PCR擴增生成clusters，最后進行Illumina Hiseq/Miseq測序。

1.4 測序數(shù)據(jù)分析

將Illumina測序得到的原始圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過Base Calling轉(zhuǎn)化為序列數(shù)據(jù) (原始數(shù)據(jù))，對原始數(shù)據(jù)進行質(zhì)量控制，利用在線軟件SeqPrep和Sickle進行數(shù)據(jù)過濾：將獲得的讀長(Reads)中接頭序列剔除，以及5′端含有非AGCT的堿基和N比例達到10%的reads，測序質(zhì)量值低于Q20的reads末端需要被修剪，去除長度小于25 bp的小片段，最終得到高質(zhì)量的測序數(shù)據(jù) (Clean data)。使用Trinity (http://trinityrnaseq.sourceforge.net/) 對所有clean data進行從頭組裝獲得單一序列的轉(zhuǎn)錄本 (Transcript) 或基因簇 (Unigene)，隨后通過Blastx比對工具將這些單基因簇Unigene與蛋白質(zhì)直系同源簇數(shù)據(jù)庫 (COG)、基因本體數(shù)據(jù)庫(GO)、京都基因和基因組百科全書 (KEGG)、蛋白質(zhì)序列數(shù)據(jù)庫 (Swiss-Prot) 以及NCBI非冗余蛋白庫 (NR) 等蛋白數(shù)據(jù)庫比對 (E值≤1e-5)并進行功能注釋，并基于負二項分布模型使用edgeR (http://www.bioconductor.org/packages/2.12/bioc/html/edgeR.html) 進行差異表達分析[14-15]，以差異倍數(shù)log2|FC| ≥1且P-value<0.01為篩選標準，對差異表達基因的功能、類別、代謝通路富集情況等進行注釋。

1.5 實時熒光定量PCR驗證

篩選出受光質(zhì)影響的代謝通路差異表達基因序列設計熒光定量PCR引物 (表1)，以同期茉莉花不同光質(zhì)處理的葉片cDNA為模板，Actin為內(nèi)參，按照Transstart?Tip Green qPCR superMix試劑盒 (北京全式金生物技術(shù)有限公司) 的操作說明進行 RT-qPCR 反應，驗證轉(zhuǎn)錄組測序的可靠性，每個處理設置 3 個生物學重復，用2-??Ct法進行定量分析。反應體系為10 μL：1 μL茉莉花葉片cDNA，0.2 μL Forward Primer，0.2 μL Reverse Primer，5 μL Transstart?Tip Green qPCR SuperMix，補3.6 μL ddH2O至10 μL。擴增程序：94 ℃預變性30 s，94 ℃變性5 s，60 ℃復性30 s (第二步至第三步重復40個循環(huán))。

2 結(jié)果與分析

2.1 LED對茉莉開花的影響

與對照組相比較，紅光處理下茉莉的始花期比對照組提前了5 d，而藍光組延遲了3 d，且紅光組相比對照組開花持續(xù)時間無顯著差異，但藍光組花期持續(xù)了9 d；茉莉植株經(jīng)不同光質(zhì)處理后，花蕾數(shù)量變化不同，其中紅光組的花蕾數(shù)量相較于對照組有所增加，而藍光組相較于對照組，花蕾數(shù)量減少，且各組之間花蕾數(shù)量差異顯著(表2)。

表2 不同光質(zhì)對茉莉開花時間及花蕾數(shù)量的影響Table 2 The effects of different light quality on jasmine flowering

2.2 茉莉花轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果質(zhì)量評估及Unigene功能初步分析

根據(jù)測序產(chǎn)生的原始序列文件，過濾掉低質(zhì)量的序列后進行統(tǒng)計分析。通過Trinity初步從頭組裝，獲得2 883 742個轉(zhuǎn)錄本，總長度達到1 328 373 387 bp，最長序列為30 951 bp，最短序列為201 bp，平均長460.64 bp，N50長489 bp；進一步組裝得到2 452 457個單基因簇Unigene，總長度為1 011 078 933 bp，最長序列為30 951 bp，最短序列為201 bp，平均長412.27 bp，N50長425 bp。對組裝獲得的轉(zhuǎn)錄本和單基因簇長度分布進行分析，結(jié)果如表3所示，所占比例最大的是100–400 bp，分別占66.026% (1 904 022條) 和68.164% (1 671 695條)，其次為401–1 000 bp，分別占27.268% (786 349條) 和27.868% (683 448條)。長度大于4 000 bp的分別占0.168% (4 858條) 和0.058% (1 425條)。

表3 茉莉花轉(zhuǎn)錄組中轉(zhuǎn)錄本和單基因簇的序列大小Table 3 Sequence size (bp) of transcript and Unigene in jasmine transcriptome

將獲得的2 452 457條Unigene序列通過NCBI中Blastx比對，最終結(jié)果顯示 (表4)，總共1 760 723條的Unigene (71.8%) 獲得注釋信息，其中非冗余蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫NR比對上227 123條，蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫Swiss-Prot比對上237 536條，蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫Pfam比對上25 582條，STRING數(shù)據(jù)庫比對上254 422條，COG數(shù)據(jù)庫比對上127 517條，KOG數(shù)據(jù)庫比對上284 775條，NOG數(shù)據(jù)庫比對上155 211條，GO數(shù)據(jù)庫比對上214 933條，KEGG數(shù)據(jù)庫比對上233 624條。

表4 茉莉花轉(zhuǎn)錄組Unigene的功能注釋統(tǒng)計結(jié)果Table 4 Statistics of annotation results of Unigene functional annotation in jasmine transcriptome

2.3 茉莉花轉(zhuǎn)錄組差異表達基因分析

以P-Value<0.05為篩選標準，且通過NR注釋后的差異基因分析表明，CK vs Red產(chǎn)生的差異表達基因有894個，上調(diào)基因 (Up-regulated genes) 數(shù)量為727，下調(diào)基因 (Down-regulated genes) 數(shù)量為167個；CK vs Blue產(chǎn)生的差異表達基因有2 619個，上調(diào)基因 (Up-regulated genes)數(shù)量為1 072，下調(diào)基因 (Down-regulated genes)數(shù)量為1 681個；Red vs Blue產(chǎn)生了3 828個差異基因，其中2 541個上調(diào)基因，1 287個下調(diào)基因 (圖1)，且兩兩比較后，3組之間共有72個差異表達基因 (圖2)。

圖1 茉莉花轉(zhuǎn)錄組兩兩比較之間差異表達基因分析統(tǒng)計Fig.1 The pattern of significantly differential expressed genes between each group in jasmine transcriptome.

圖2 茉莉花各組樣本間差異表達基因Venn圖Fig.2 Venn diagram of significantly differential expressed genes between each group in jasmine.

2.4 茉莉花轉(zhuǎn)錄組差異表達基因的GO注釋分析

為探究不同組間的基因功能差異，對上述差異表達基因進行GO富集分析，通過FDR<0.001篩選出極顯著的GO條目。結(jié)果顯示 (圖3、圖4)，CK vs Red有635個DEGs注釋到GO數(shù)據(jù)庫的生物過程、細胞組分及分子功能3大類型，其中526個上調(diào)基因，109個下調(diào)基因，其特有的顯著性富集通路有71條，主要涉及碳固定(Carbon fixation)、光呼吸 (Photorespiration)、過氧化物酶體部分 (Peroxisomal part)、信使核糖核蛋白復合物 (Messenger ribonucleoprotein complex)、天冬氨酰酯酶活性 (Aspartyl esterase activity)、脫氧核糖核苷酸結(jié)合(Deoxyribonucleotide binding) 等過程；CK vs Blue有1 554個差異基因注釋到GO數(shù)據(jù)庫的生物過程和分子功能，其中690個上調(diào)基因，864個下調(diào)基因，其特有的顯著性富集通路有65條，主要涉及花發(fā)育的負調(diào)節(jié) (Negative regulation of flower development)、生長素生物合成過程(Auxin biosynthetic process)、細胞周期蛋白依賴性蛋白激酶活性 (Cyclin-dependent protein kinase activity)、類固醇羥化酶活性 (Steroid hydroxylase activity) 等過程；Red VS Blue有2 422個差異基因注釋到GO數(shù)據(jù)庫的生物過程、細胞組分及分子功能，其中1 501個上調(diào)基因、921個下調(diào)基因，其特有的顯著性富集通路有157條，主要含有初級代謝過程 (Primary metabolic process)、細胞蛋白質(zhì)代謝過程 (Cellular protein metabolic process)、蛋白質(zhì)的復合物 (Protein-containing complex)、葉綠體外膜 (Chloroplast outer membrane)、光系統(tǒng)Ⅰ反應中心 (Photosystem Ⅰreaction center)、PSII相關(guān)的光捕獲復合物Ⅱ(PSII associated light-harvesting complexⅡ)、花青素3?-O-β-葡糖基轉(zhuǎn)移酶活性 (Anthocyanin 3?-O-beta-glucosyltransferase activity)、花色素還原酶活性 (Anthocyanidin reductase activity)。

圖3 茉莉花轉(zhuǎn)錄組中上調(diào)表達DEGs的GO二級節(jié)點注釋Fig.3 The GO annotation of up-regulated DEGs in jasmine transcriptome.

圖4 茉莉花轉(zhuǎn)錄組中下調(diào)表達DEGs的GO二級節(jié)點注釋Fig.4 The GO annotation of down regulated DEGs in jasmine transcriptome.

2.5 茉莉花轉(zhuǎn)錄組差異表達基因的KEGG富集分析

為了明確茉莉花經(jīng)過不同光質(zhì)處理后的差異表達代謝通路，根據(jù)上述注釋結(jié)果進行KEGG富集分析。結(jié)果顯示，CK vs Red有258個差異基因注釋到KEGG途徑166條具體分支通路，顯著富集通路24條，主要包括光合生物中的碳固定(Carbon fixation in photosynthetic organisms)、植物激素信號轉(zhuǎn)導 (Plant hormone signal transduction)、苯丙烷類生物合成(Phenylpropanoid biosynthesis) 等；CK vs Blue有606個差異基因注釋到312條具體代謝途徑，顯著富集的代謝通路有32條，主要涉及植物激素信號轉(zhuǎn)導(Plant hormone signal transduction)、次生代謝物的生物合成(Biosynthesis of secondary metabolites)、單萜類生物合成(Monoterpenoid biosynthesis)、苯丙烷類生物合成(Phenylpropanoid biosynthesis)等；Red VS Blue共有1 048個差異基因注釋到329條代謝通路，顯著富集的代謝通路36條，主要涉及核糖體(Ribosome)、植物激素信號轉(zhuǎn)導 (Plant hormone signal transduction)、苯丙烷類生物合成(Phenylpropanoid biosynthesis)、光合作用-天線蛋白質(zhì) (Photosynthesis-antenna proteins)、光合作用(Photosynthesis) 等。兩兩比較后分別排名前5的顯著KEGG富集通路見表5。

表5 茉莉花轉(zhuǎn)錄組中顯著KEGG富集通路Table 5 The significant KEGG enrichment pathway in jasmine transcriptome

2.6 光質(zhì)調(diào)控茉莉花中相關(guān)通路差異表達基因分析及熒光定量q-PCR驗證

根據(jù)通路圖展現(xiàn)的信息進一步挑選了受光質(zhì)影響較大的代謝通路，主要涉及次生代謝物生物合成 (Biosynthesis of secondary metabolites)、苯丙素生物合成 (Phenylpropanoid biosynthesis)、吲哚生物堿生物合成 (Indole alkaloid biosynthesis)、光合作用 (Photosynthesis)、植物激素信號傳導(Plant hormone signal transduction) 和植物-病原體相互作用 (Plant-pathogen interaction)，分別從紅光組和藍光組中篩選出12條差異表達基因，采用熒光定量qPCR對24個基因的表達模式進行驗證，在P<0.01水平進行顯著性檢驗。結(jié)果表明，qPCR的相對表達量結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組的結(jié)果呈極顯著相關(guān) (R2=0.763**，P=0.003)，表明本次轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)及結(jié)果可靠 (圖5)。

圖5 實時熒光定量PCR及轉(zhuǎn)錄組表達水平的相關(guān)性分析Fig.5 Correlation analysis of RT-qPCR and RNA-seq.

2.7 光質(zhì)調(diào)控茉莉開花相關(guān)基因的分析

光質(zhì)主要通過不同光受體感應并進行信號轉(zhuǎn)導，從而影響植物生長發(fā)育，本研究中為找到不同光質(zhì)調(diào)控茉莉開花的相關(guān)差異基因，比較分析CK vs Red、CK vs Blue及Red vs Blue的轉(zhuǎn)錄組表達模式。結(jié)果顯示，從該轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中共找到與光周期途徑相關(guān)的基因包括紅光受體基因PHY、藍光受體基因CRY1及LHY和ELF3，自主途徑相關(guān)基因FPA，春化途徑相關(guān)基因VIN、VRN、ELF4，開花整合因子AGL和SOC1，與成花誘導相關(guān)的bHLH、MYB及WRKY轉(zhuǎn)錄因子家族成員 (表6)，以及IAA、ETH、GA、CTK、ABA、SA及JA相關(guān)植物激素信號轉(zhuǎn)導基因(表7)。

表6 茉莉花轉(zhuǎn)錄組中開花調(diào)控相關(guān)基因的表達模式Table 6 The expression pattern of DEGs related to flowering regulation in jasmine transcriptome

表7 茉莉花轉(zhuǎn)錄組中植物激素信號轉(zhuǎn)導相關(guān)基因的表達模式Table 7 The expression pattern of DEGs about plant hormone signal transduction pathway in jasmine transcriptome

進一步分析表明，植物激素信號轉(zhuǎn)導相關(guān)基因數(shù)量最多，共有234個，其中ETH數(shù)量最多，占總基因33.76%，其次為IAA，占總基因32.9%，在CK vs Red、CK vs Blue及Red vs Blue中差異表達基因數(shù)量分別有28個、78個、101個；開花調(diào)控相關(guān)基因在CK vs Red中基因數(shù)量最多，其次為對照組vs藍光組，但在CK vs Red中無差異表達，CK vs Blue中僅8個基因差異表達，但下調(diào)表達基因數(shù)量多，Red vs Blue中9個基因差異表達，上調(diào)表達基因數(shù)量多；與成花整合因子相關(guān)基因SOC1和AGL各含有5個，差異表達基因下調(diào)數(shù)量多；bHLH、MYB及WRKY轉(zhuǎn)錄因子家族成員基因在CK vs Red中共找到115個，差異表達的基因有28個；在CK vs Blue中共找到107個bHLH、MYB及WRKY轉(zhuǎn)錄因子家族成員基因，差異表達的基因有25個；Red vs Blue中133個bHLH、MYB及WRKY轉(zhuǎn)錄因子家族成員基因，差異表達的基因有50個。CK vs Red、CK vs Blue及Red vs Blue差異表達基因模式如圖6所示。

圖6 茉莉花轉(zhuǎn)錄組中調(diào)控開花相關(guān)差異表達基因熱圖Fig.6 The heatmap of flowering-related differential expressed genes in jasmine transcriptome.

3 討論

轉(zhuǎn)錄組技術(shù)已在園藝植物中廣泛應用研究。劉之慧等[16]通過對草莓組培苗進行紅藍光處理，其轉(zhuǎn)錄組結(jié)果發(fā)現(xiàn)糖酵解/糖異生代謝通路、卟啉和葉綠素代謝通路、光合作用、植物激素信號轉(zhuǎn)導通路為主要受影響通路，其差異表達基因數(shù)量隨著藍光比率的下降而減少，且下調(diào)基因數(shù)量增多，說明藍光對草莓組培苗的生長發(fā)育影響較大。本研究發(fā)現(xiàn)茉莉花在不同光質(zhì)下，其光合作用、植物激素信號轉(zhuǎn)導途徑及苯丙烷生物合成通路相關(guān)基因差異極顯著，在紅光處理下的差異基因數(shù)量低于藍光組，但藍光中下調(diào)基因數(shù)量居多，推測藍光對茉莉花開花有較大影響；但研究表明茉莉花在紅光下花期提前，而在藍光花期相比對照組延遲，而有研究結(jié)果表明藍光可誘導短日照植物開花，抑制長日照植物開花，而紅光的作用與之相反[17-18]。

本研究從該轉(zhuǎn)錄組中共找到14個光敏色素PHY基因，包括PHYA、PHYB、PHYC及PHYE，3個隱花色素基因CRY1，1個LHY基因，其中差異表達的基因有3個PHY基因及2個CRY1基因，均在藍光中下調(diào)表達，在紅光中上調(diào)表達，而光敏色素基因PHY基因為光周期途徑上游調(diào)控基因，隱花色素基因CRY為其下游調(diào)控基因，不同光質(zhì)通過調(diào)節(jié)CRY和PHY基因的表達進而調(diào)控茉莉花開花早晚。植物開花受多種途徑調(diào)控，其通過影響植物開花時間基因FT調(diào)控下游開花整合因子，進而調(diào)控開花，SOC1和AGL為成花整合因子，屬于MADS-box基因，可被藍光誘導表達促進擬南芥開花[19]。本研究中總共鑒定到5個SOC1同源基因和5個AGL同源基因，在不同光質(zhì)作用下表現(xiàn)出不同的表達模式，在紅光中上調(diào)表達基因數(shù)量多且高表達，而在藍光中相對較低，且5個AGL同源基因中未發(fā)現(xiàn)與SOC1功能相似的AGL24基因，由此說明不同的植物中調(diào)控植物開花的AGL基因可能會有所不同[15]。

植物激素信號轉(zhuǎn)導作為光質(zhì)影響的主要通路之一，在植物成花誘導中也發(fā)揮著重要作用，如乙烯可促進雌花發(fā)育[20]，而GA促進雄蕊的發(fā)育，IAA可通過誘導乙烯的合成從而促進雌花發(fā)育，JA可通過不同途徑影響植株雌花的發(fā)育[21]，ABA因植物種類不同而起到促進雌花或雄花的發(fā)育[17]，CTK可促進植物開花結(jié)實[22]。本研究中紅光不僅誘導茉莉花提前開花，且增加始花期花蕾數(shù)量，通過轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，與植物激素信號轉(zhuǎn)導相關(guān)的差異表達基因中數(shù)量最多的為ETH(33.76%)，其次為IAA(32.9%)、SA(12.39%)、GA(7.69%)、ABA(7.26%)、CTK(5.13%)，表明光質(zhì)調(diào)控茉莉開花是多種植物激素協(xié)同作用，其中ETH可能起主導作用。GA途徑作為植物開花途徑中重要調(diào)控途徑之一，在紅光中高表達，而在藍光中下調(diào)表達基因較多，茉莉花花芽中檢測到的GA信號轉(zhuǎn)導相關(guān)基因，在藍光中下調(diào)表達數(shù)量居多。有研究表明紅光可通過光敏色素誘導GA合成相關(guān)酶基因的表達進而提高赤霉素含量，而在PHYA和PHYB突變體中該酶基因不表達或表達量無顯著變化[23]；PHYA 在遠紅光處理下正調(diào)節(jié) ABA 信號，而PHYB負調(diào)控ABA的積累，因此光質(zhì)可能通過不同光受體調(diào)節(jié)植物激素進而調(diào)控植物花芽分化[24]。

轉(zhuǎn)錄因子在植物生長發(fā)育各階段均可發(fā)揮作用，大部分研究表明轉(zhuǎn)錄因子在逆境脅迫中發(fā)揮重要作用，而較少研究證明其在植物開花誘導中發(fā)揮著作用[25]。bHLH家族成員光敏色素互作因子PIFs可與光信號直接作用，如PIF3可直接激活乙烯信號轉(zhuǎn)導途徑中EIN3轉(zhuǎn)錄因子[26]，PIF4可以激活植物開花時間基因FT[27]。WRKY 家族中的WRKY25通過調(diào)節(jié)開花整合因子API調(diào)控植物開花[28]，而WRKY20可能通過調(diào)控開花相關(guān)基因FT、SOC1、CO等從而提早開花[29]。本研究中篩選出bHLH、MYB及WRKY三大類轉(zhuǎn)錄因子家族基因，其中bHLH轉(zhuǎn)錄因子最多，包括PIF1、PIF3及PIF7，其次為WRKY轉(zhuǎn)錄因子，主要有WRKY40和WRKY70，MYB轉(zhuǎn)錄因子數(shù)量較少，主要有MYB2、MYB44及MYB52，在紅光中多為上調(diào)表達，而在藍光中均為下調(diào)表達，由此說明不同的植物中調(diào)控植物開花的相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子可能會有所不同。本研究通過不同光質(zhì)作用于茉莉花，經(jīng)轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)分析，推測光質(zhì)調(diào)控茉莉花開花與植物激素、轉(zhuǎn)錄因子及開花途徑相關(guān)基因的表達有關(guān)，為茉莉花開花時間的研究提供了一定的理論基礎，而光質(zhì)調(diào)控茉莉花開花時間的機制還有待進一步深入研究。