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Transcriptome Analysis Reveals the Molecular Regularity Mechanism Underlying Stem Bulblet Formation in Oriental Lily ‘Siberia’; Functional Characterization of the LoLOB18 Gene

百合 生物 转录组 生长素 基因 植物 遗传学 基因表达
作者
Shaozhong Fang,Chenglong Yang,Muhammad Moaaz Ali,Mi Lin,Shengnan Tian,Lijuan Zhang,Faxing Chen,Zhimin Lin
出处
期刊:International Journal of Molecular Sciences [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:23 (23): 15246-15246 被引量:10
标识
DOI:10.3390/ijms232315246
摘要

The formation of underground stem bulblets in lilies is a complex biological process which is key in their micropropagation. Generally, it involves a stem-to-bulblet transition; however, the underlying mechanism remains elusive. It is important to understand the regulatory mechanism of bulblet formation for the reproductive efficiency of Lilium. In this study, we investigated the regulatory mechanism of underground stem bulblet formation under different conditions regarding the gravity point angle of the stem, i.e., vertical (control), horizontal, and slanting. The horizontal and slanting group displayed better formation of bulblets in terms of quality and quantity compared with the control group. A transcriptome analysis revealed that sucrose and starch were key energy sources for bulblet formation, auxin and cytokinin likely promoted bulblet formation, and gibberellin inhibited bulblet formation. Based on transcriptome analysis, we identified the LoLOB18 gene, a homolog to AtLOB18, which has been proven to be related to embryogenic development. We established the stem bud growth tissue culture system of Lilium and silenced the LoLOb18 gene using the VIGS system. The results showed that the bulblet induction was reduced with down-regulation of LoLOb18, indicating the involvement of LoLOb18 in stem bulblet formation in lilies. Our research lays a solid foundation for further molecular studies on stem bulblet formation of lilies.
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