银杏(Ginkgo biloba)是我国重要的经济树种,银杏叶富含大量次生代谢物,其提取物被用于心脑血管和神经性疾病的治疗。类黄酮是银杏叶片中重要的药用有效成分分,其含量决定了银杏叶的质量和市场价格。然而,仅幼树叶片类黄酮含量高,随着银杏年龄增加,叶片黄酮含量显著降低,不能用做药物的原材料。因此如何保持银杏树的幼态,延长银杏树叶片的采收期,增加银杏采叶圃的收益是目前叶用银杏种植的关键。银杏具有较强的萌蘖能力,前期研究发现采用截干的方式可促进萌蘖,显著恢复树体的幼态。本研究在实验室前期对银杏截干复幼研究的基础上,进一步对银杏隐芽发育与形成、不同截干高度叶片的生理性状、截干促进隐芽萌发的转录组测序等研究,探明截干对银杏萌蘖发生及叶片发育和质量的影响。主要结果如下:(1)对银杏隐芽及腋芽进行扫描电镜及半薄切片观察,发现隐芽起源于叶腋,由枝条基部失去萌发功能的腋芽发育形成且具有发育完全的叶原基,但叶原基的形态较腋芽小,随着树龄增加,隐芽体积逐渐增大。隐芽在植株正常状态下保持休眠状态,但截干干扰可启动其萌发形成萌蘖枝。(2)通过对银杏进行平茬、距地10 cm和90 cm的截干处理,发现3种处理均可促进植株产生萌蘖,但不同损伤程度产生的萌蘖方式不同。平茬处理后主要通过不定芽形成萌蘖,10 cm截干处理主要通过隐芽萌发形成萌蘖,而90 cm截干处理主要通过腋芽萌发形成萌蘖。对这三种不同来源的萌蘖枝特性比较发现,隐芽萌发形成的萌蘖枝生长速度更快,但分枝数显著低于未截干。(3)不同发生来源的萌蘖叶片形态及生理特性不同。萌蘖枝上的叶片面积均呈现出较大较厚,叶裂更多更深的特性,尤其不定芽和隐芽萌发形成的叶片幼态特征最为明显。叶片光合特性上也呈现出同样的趋势,不定芽和隐芽萌蘖枝的叶片蒸腾速率、光合速率、细胞内CO2、水分利用率和气孔导度皆显著高于腋芽萌蘖和未截干叶片。但在分枝数和叶片总数上,不定芽萌蘖的分枝数和叶片产量显著低于隐芽萌蘖,考虑叶片产量,隐芽萌蘖的方式更适合用于银杏叶用采叶圃。进一步对5月、7月、9月隐芽萌蘖叶片进行总黄酮含量测定,发现隐芽萌蘖叶片黄酮含量显著高于未截干银杏叶片,黄酮含量提高约1.6倍。上述研究结果表明,生产中可采用促进隐芽萌发的方式进行银杏树的复幼,既可以提高产量也可提高黄酮等次生代谢物的含量。(4)对截干后5个不同发育时期的隐芽及未截干隐芽进行转录组测序,KEGG富集分析发现,差异基因在Adezmapimod临床试验植物激素信号转导及淀粉和糖代谢通路中被显著富集。其中与生长相关的激素,如生长素(IAA)信号转导通路中鉴定到10个差异基因,细胞分裂素(CTK)信号通路中鉴定到7个差异基因,赤霉素(GA)信号通路中鉴定到4个差异基因。在抗逆相关的激素,如JA信号通路中共鉴定到5个差异基因,乙烯(ETH)信号通路中共鉴定到8个差异基因。此外,还在淀粉和蔗糖代谢通路中共鉴定到40个差异基因。说明截干后激素和糖等代谢物分布的变化是引起隐芽萌发的重要因素。(5)由于生长素(IAA)信号通路中的基因在隐芽萌发后期下调,细胞分裂素(CTK)信号通路Ceralasertib试剂中2个CTK响应因子A-ARR(evm.TU.chr12.560、evm.TU.chr4.871)上调,赤霉素信号通路中的关键负调控蛋白DELLA基因(evm.TU.chr10.691)下调。为了证明激素对隐芽萌发的影响,采用外源激素喷施处理,发现6-BA、GA3、NPA能够促进银杏枝条的萌蘖,而相应的抑制剂Lovastatin、PAC、IAA则显著抑制了萌蘖的形成,表明细胞分裂素具有促进枝条萌蘖发生的功能,而生长素则抑制萌蘖发生。(6)在淀粉和糖代谢通路中的大部分差异基因呈下调表达趋势。因此我们分离出截干和未截干处理的银杏树干韧皮部组织,进行可溶性糖和可溶性蛋白的测定分析,结果表明,截干后韧皮部可溶性糖含量不断降低,至3月30日到达最低值,表明隐芽的萌发需要大量消耗韧皮部中的营养物质。(7)由于WOX家族基因在芽萌发过程中起到关键作用,进一步鉴定了银杏的WOX家族,共鉴定到13个WOX基因,qRT-PCR分析证明,GbWUS、GbWOX1a在隐芽萌发早期显著上调,且在茎和芽中高表达。外源NPA、IBmilk microbiomeA、CTK、Lovastatin喷施叶片后,GbWUS和Gb WOX1a的表达皆受到显著抑制。GbWUS在受NPA和6-BA诱导后1h后下调表达,但在3 h和24 h表达又逐渐上升,而在受到IBA和Lovastatin诱导后显著下调。GbWOX1a在IBA处理后6h显著上调,在受到6-BA、NPA、Lovastatin诱导后皆显著下调,因此我们推测GbWU和GbWOX1a可能在对植物激素的响应中发挥着重要作用,是后续研究银杏隐芽萌发的候选基因。