长二十厘米长寿果（长寿果王南美油藤）
长二十厘米长寿果（长寿果王南美油藤）针对这一问题，中国科学院西双版纳热带植物园徐增富教授团队于2017年12月在《Journal of Plant Physiology》发表了题为“De novo transcriptome assembly and comparative analysis between male and benzyladenine-induced female inflorescence buds of Plukenetia volubilis”（基于从头组装比较南美油藤雄花和诱导形成的雌花的转录组）的文章，利用转录组数据和定量数据，鉴定出在南美油藤花发育和性别分化中的重要基因，为进一步揭示雌雄同花植物的性别分化机制奠定基础。值得关注的是，雌雄同株的南美油藤，在外源施加细胞分裂素（6-BA）的条件下，雄花会转化为雌花。如果能够理清南美油藤性别分化的分子机制，有望在油脂产量方面获得重要突破。还真让我找到一
“每逢佳节胖三斤 仔细一瞧三公斤”
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秉承发现问题—解决问题的科研思路，
小编使出“胖三斤”的力搜罗健康饮食的妙方~
还真让我找到一个稀罕货—长寿果王南美油藤
南美油藤（Plukenetia Volubilis Linneo），又名星油藤，是大戟科(Euphorbiaceae)多年生木质藤本植物。其种子油脂可以食用，是一种新型的油料作物。种子含有极其丰富的不饱和脂肪酸（ω-3，ω-6，ω-9）以及维生素E、A和蛋白质，且三种不饱和脂肪酸含量高达92%以上，具备良好的抗氧化，清除自由基能力，堪称世界植物营养“长寿果王”。南美油藤产量很高，品质好，可用于食品、保健、制药、化妆品等方面，对调整血脂、预防心血管疾病、保养肌肤等方面也有显著的作用。
值得关注的是，雌雄同株的南美油藤，在外源施加细胞分裂素（6-BA）的条件下，雄花会转化为雌花。如果能够理清南美油藤性别分化的分子机制，有望在油脂产量方面获得重要突破。
针对这一问题，中国科学院西双版纳热带植物园徐增富教授团队于2017年12月在《Journal of Plant Physiology》发表了题为“De novo transcriptome assembly and comparative analysis between male and benzyladenine-induced female inflorescence buds of Plukenetia volubilis”（基于从头组装比较南美油藤雄花和诱导形成的雌花的转录组）的文章，利用转录组数据和定量数据，鉴定出在南美油藤花发育和性别分化中的重要基因，为进一步揭示雌雄同花植物的性别分化机制奠定基础。
材料方法
样品：分别用20mg/L 6-BA和0.05%（v/v） tween处理两棵状态一致的南美油藤，取6-BA诱导成的雌花序花芽FIB和对照组的雄花序花芽MIB，两组样品发育时期相同，各混合20个以上花芽。
测序平台：HiSeq 2000
数据量：4.6G 4.8G
研究结果
1
6-BA诱导处理及测序数据
使用6-BA处理后成功诱导出雌性花序，FIB和MIB分别得到52876984和51201412条clean read（90bp），66723和67019条unigene，平均长度为775bp和750bp，约78.45%的基因得到注释。筛选条件为FDR<=0.001和log2(FC)>=1 得到1385个差异基因，FIB相比于MIB，有451个基因上调，934个基因下调。
图1 6-BA诱导处理及差异基因
B.FIB相比于MIB的差异基因的统计图
C.6-BA处理产生的雌花序
D.对照组的雄花序
2
植物激素与性别分化
在很多植物中，激素对于花性别分化起着重要作用，本项目中也发现了一系列与植物激素相关的DEG。比如，乙烯信号途径中编码PvoERF109和PvoERF017的基因在FIB中分别下调3倍和2.8倍；细胞分裂素途径中编码PvoCKX1和PvoAPT1的基因下调1倍左右；生长素途径中编码PvoGH3.3和PvoIAA14的基因分别上调6.7和4.7倍。这说明在南美油藤中，植物激素也参与了花性别分化。
植物调控网络中，转录因子有着举足轻重的地位。结合转录因子预测和差异基因分析，发现了一批可能调控性别发育的转录因子。比如编码PvoAMS和PvobHLH的基因分别下调了5.4和5.2倍，编码PvoWOX9和PvoSUP 的基因在FIB中上调。由此可见，生长素、细胞分裂素、生长素能够促进花的性别分化为雌性，激素之间的相互作用和内部稳态平衡对花性别分化至关重要。
3
ABC开花模型与性别分化
根据常见物种的研究，将影响花部器官发育的基因分成A、B、C三类。A类基因的表达诱导萼片的发育，A类基因和B类基因共同影响花瓣的发育，B类基因和C类基因共同影响雄蕊的发育，C类基因诱导心皮的发育。转录组数据显示，A类基因，如AP1的编码基因在MIB中略有上调；B类基因，如AP3、PI、PIL、TM6的编码基因在BIM中显著上调；而C类基因，如AG的编码基因在FIM中上调了0.9倍。这说明ABC开花模型在南美油藤中也是同样适用的，而且ABC开花模型在花器官发育和性别分化中都有重要作用。
表1 与花发育和性别分化有关的候选基因
（节选）
4
qPCR验证
本研究中，挑选了36个基因用qRT-PCR验证，表达趋势和转录组一致，且两种数据的相关性达到0.93。
图2 qRT-PCR验证（A）和相关性评估（B）
总结
很多物种在花发育方面的研究比较深入，但是南美油藤作为非模式植物，没有参考基因组，相关研究有限，使得阐释花发育和性别分化的分子机理比较困难。作者通过外界施加细胞分裂素，诱导雌花发育，以转录组为切入点，比较雄花和处理后形成的雌花转录水平变化，找到一系列与花性别分化相关的候选基因，为后续进一步阐述分子机理奠定了基础。
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参考文献
Fu Q Niu L Chen M S et al. De novo transcriptome assembly and comparative analysis between male and benzyladenine-induced female inflorescence buds of Plukenetia volubilis.[J]. Journal of Plant Physiology 2017.
