切花菊是我国主要切花和优势出口花卉之一,’神马’是目前主栽的单头切花菊品种,然而,’神马’品种侧芽发生严重,为控制侧芽发育而获得只有顶芽主花蕾发育的单头切花菊,生产上采取人工来摘除侧芽侧蕾,一方面极大的增加了劳动力成本,另一方面如果摘除不及时或不恰当的操作还会影响切花质量,制约着切花菊的高效生产,因此,亟待开发有效的分枝调控技术、培育无侧枝切花菊新品种,而解析菊花侧枝生长发育调控机制是开展这些工作的基础。已有研究表明,温度是影响植物分枝的一个重要环境因素,然而,高温如何影响植物分枝及其详细机制并不清楚。基于此,本研究以单头切花菊’神马’为研究材料,探讨了高温(35℃)对’神马’全株不同部位腋芽生长的影响及其生理生化水平变化规律,借助转录组测序技术采用基因共表达网络分析策略挖掘了与腋芽生长性状相关的核心基因模块,最终从表型、生理生化及基因表达水平解析了高温(35℃)对菊花’神马’腋芽生长发育的影响机制,取得以下主要研究结果:1.高温抑制菊花腋芽生长。在高温处理条件下,上部腋芽并不萌发释放,基部腋芽生长也受到显著抑制(高温处理11d基部腋芽长度为0.3687 mm,对照为3.5387 mm)。2.高温可能通过影响叶面积及光合等性状抑制蔗糖合成及分布,进而抑制菊花腋芽生长。在高温处理条件下,植株表现为叶面积缩小,叶绿素含量和净光合速率降低。此外,与对照相比,高温处理条件下,植株叶片中蔗糖含量显著降低,其中对照植株基部腋芽中蔗糖含量(286 μg ml-1)显著高于高温处理植株(108 μg ml-1);在顶芽和上部腋芽中,高温处理植株中蔗糖含量略高于对照植株,表明高温使得蔗糖在植株体内的分布和积累发生了变化。3.蔗糖通过激素途径促进菊花腋芽释放和伸长。在一定浓度范围内,蔗糖对腋芽的促进作用呈梯度依赖效应,但高蔗糖浓度易使腋芽出现畸形生长,在处理10 d后,2.5%蔗糖处理腋芽长度为3.41 mm,5%蔗糖处理腋芽长度为3.78 mm,7.5%蔗糖处理腋芽长度为5.30 mm,10%蔗糖处理腋芽长度为2.09 mm,对照腋芽长度为0.05 mm。基因表达分析结果表明,蔗糖通过调控生长素、细胞分裂素和独脚金内酯的合成及信号转导控制腋芽生长。据此提出了菊花中蔗糖调控腋芽生长的模型。4.权重基因共表达网络分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis,WGCNA)挖掘出与腋芽生长性状相关的核心基因模块。以温度处理后叶片性状(叶面积和净光合速率)、腋芽生长性状和蔗糖含量为目标性状的基因共表达网络分析结果鉴定出 24个共表达模块,进一步分析鉴定出 MEdarkorchid3、MEantiquewhite 1、MEgreen2、MEroyalblue 1、MEtan3 和 MEdarkgoldenrod模块与腋芽生长性状显著相关;以蔗糖处理后腋芽长度为目标性状的基因共表达网络分析鉴定到11个共表达模块,进一步分析鉴定出cyan(r=0.97,P=5×10-13)、greenyellow(r=0.91,P=7×10-9)、grey(r=0.63,P=0.002),midnightblue(P=0.01,r=0.54)和blue(r=0.53,P=0.01)模块与腋芽生长显著相关,功能分析结果显示,核心模块内基因主要参与核小体组装、DNA复制调节、细胞增殖和DNA复制起始生物学过程。为进一步挖掘调控菊花腋芽生长的关键基因奠定了基础。研究结果为开发有效的菊花分枝调控技术及培育无侧枝切花菊新品种奠定了理论基础。