基于RNA-seq的甘薯芽变株系类胡萝卜素基因代谢差异分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 赵冬兰

作者： 赵冬兰;赵凌霄;刘洋;张安;戴习彬;周志林;曹清河

作者机构：

关键词： 甘薯;转录组测序;类胡萝卜素;差异基因;颜色变异

期刊名称： 作物学报

ISSN：

年卷期： 2023 年 012 期

页码： 3239-3249

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 为研究甘薯类胡萝卜素代谢的分子机制,本研究以浙薯81及其芽变系为材料,利用RNA-seq技术研究了浙薯81及其芽变系的薯皮（红色变黄色）和脉基（紫色变绿色）类胡萝卜素代谢相关基因。经过生物信息学分析,在薯皮和脉基分别筛选出24个和10个差异表达基因（DEGs）,其中有4个DEGs同时存在于薯皮和脉基中。类胡萝卜合成代谢上游途径中,与浙薯81相比,芽变系薯皮中的牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶基因GGDPS （g29773、g38646）、番茄红素合成酶基因PSY （g11630）和ζ-胡萝卜素异构酶基因Z-ISO （g42608）均显著上调, GGDPS （g29773）仅在突变系中有表达;脉基部在类胡萝卜素上游代谢途径中没有筛选到DEGs。番茄红素环化分支点后,在薯皮中检测到2个β-胡萝卜素羟化酶基因CHYB （g33351、g953）,与浙薯81相比,芽变系中g33351下调表达, g953则上调表达。在薯皮和脉基分别检测到一个玉米黄质环氧化酶基因ZEP,薯皮中的ZEP （g41700）显著下调,脉基部的ZEP （g1103）显著上调。类胡萝卜素分解代谢中突变体薯皮中类胡萝卜素裂解双加氧酶基因CCD8 （g21348）下调表达; 2个9-顺式环氧类胡萝卜素加氧酶基因NCED （g30636、g43412）在突变系的薯皮和脉基中均下调表达;此外在薯皮和脉基分别检测出5个黄氧素脱氢酶基因ABA2,薯皮中有4个上调表达,而脉基中的则全部下调表达。利用实时定量PCR （qRT-PCR）验证了部分基因的表达模式,与RNA-seq分析结果一致。该研究对甘薯类胡萝卜素代谢的分子机制及解析甘薯薯皮和脉基不同颜色突变具有重要参考价值。

分类号： S531

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