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黑果枸杞为重要的生态经济型多棘刺灌木,其无刺类型更易做经济型林木栽培。本研究通过植物组织培养、盆栽称重控水、扫描电镜(SEM)观察、高通量转录组测序(RNA-seq)、实时荧光定量PCR(qRT-PCR)和高效液相色谱(HPLC)等方法,研究黑果枸杞枝刺发生规律并探索可能影响其枝刺发生的因素。主要研究结果如下:(1)黑果枸杞花苞外植体采用75%酒精处理45 s联合0.1%HgCl2处理3 min时,杀菌效果最好;以MS为基本培养基,添加6-BA 0.2 mg/L+NAA 0.1 mg/L时,外植体的再生效果最好;以1/2 MS为基本培养基,添加0.2 mg/L IBA时最适合根诱导,生根率可达100%;以筛选出的再生效果最好的培养基作为外植体解除玻璃化的基本培养基,接种于添加40μM AgNO3培养基中的芽丛脱玻璃化率最高。(2)同一无性系的黑果枸杞植株,田间持水量在80%以上可以表现为整株无枝刺,在60%以下均发育出枝刺。利用SEM对黑果枸杞的无刺及有刺材料进行观察,结果发现,黑果枸杞的刺起源于叶腋处的腋生分生组织,表明黑果枸杞的刺为枝刺,同时确定其枝刺发育的3个时期(无刺期、刺启动期和刺形成期)。为后续试验样品的采集奠定了基础。本试验同时发现了黑果枸杞的叶原基、叶片和包刺叶状结构表面有功能未知的柱状凸起。(3)对无刺期(CK)、刺启动期(Init)和刺形成期(Form)的黑果枸杞短茎节进行转录组测序,共产生Clean Data 62.33 Gb,拼接出Unigenes52 816条,注释到七大功能数据库上的Unigenes总数为32 000个,占总Unigenes的60.59%。分析发现CK与Init之间有1 208个DEGs,主要显著富集在氧化还原活性、S-甲基转移酶活性等GO条目以及类黄酮生物合成KEGG路径。Init与Form之间有2 828个DEGs,主要富集在氧化还原活性、氧化还原进程等GO条目以及植物激素信号转导KEGG路径。这两组比较的DEGs共同显著富集的GO条目有74个,共同显著富集到的KEGG路径有5个,分别为植物激素信号转导路径、苯丙氨酸生物合成路径、类黄酮生物合成路径、苯丙氨酸代谢路径和植物昼夜节律。此外,我们关注到Init和Form之间的DEGs显著富集在淀粉和蔗糖代谢KEGG路径,CK与Init之间的DEGs有3个注释到该KEGG路径。该KEGG路径有一DEG(蔗糖合酶基因)在刺启动期呈现显著性低表达;HPLC测定显示蔗糖含量在刺启动期极显著低于无刺期和刺形成期。三种材料蔗糖合酶基因表达与蔗糖含量呈极显著正相关,与葡萄糖含量呈极显著负相关。参照植物侧枝发育的相关研究结果,我们推测淀粉和蔗糖代谢KEGG路径与黑果枸杞枝刺发生相关,蔗糖为调控黑果枸杞枝刺发生的信号,葡萄糖为枝刺发生提供能量,蔗糖合酶参与蔗糖对枝刺发生的调控。本研究为揭示黑果枸杞枝刺发生机理及培育无刺黑果枸杞品种奠定了基础。