'红太阳'墨兰不同叶色时期的转录组和代谢组联合分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 高洁

作者： 高洁;相楚嫣;赵俊宏;潘启明;杨凤玺

作者机构：

关键词： 墨兰;叶色变异;转录组;联合分析;相关性网络分析

期刊名称： 广东农业科学

ISSN： 1004-874X

年卷期： 2024 年 51 卷 010 期

页码： 17-30

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】探明‘红太阳’墨兰不同叶色变化过程中相关基因的变化模式，为墨兰叶色改良提供指导。【方法】利用Illumina HiSeq高通量测序平台对‘红太阳’墨兰红色、黄色以及绿色叶片进行测序，分析差异表达基因的富集通路，同时对转录组和代谢组数据进行联合分析，并对筛选出的关键差异基因进行荧光定量PCR的验证。【结果】从红叶向黄叶转变过程中一共筛选到861个差异基因(DEGs)，其中上调基因数为204个、下调基因数为657个；从黄叶向绿叶转变过程中一共筛选到815个差异基因，其中上调基因有492个、下调基因有323个。KEGG通路富集分析结果显示，与色素合成和代谢相关通路上的基因在‘红太阳’墨兰叶色变化过程中均出现显著富集。在叶色转变过程中，MYB、NAC、WRKY以及bHLH转录因子家族的表达量出现显著性差异。与代谢组数据联合分析发现，黄酮类、异黄酮类化合物、黄酮和黄酮醇以及代谢物合成途径中的差异基因和差异代谢物在‘红太阳’墨兰叶色变化过程中显著富集。类黄酮代谢途径中共鉴定出26个差异表达基因，这些基因在红叶向黄叶转变过程中均表现出显著下调，5种差异代谢物的含量在这一转变过程中显著下降。在黄叶向绿叶的转变中，17个基因和2种代谢物(新橙皮苷和柚皮苷查尔酮)表现出显著差异。【结论】花青苷合成前体物质含量以及相关合成酶基因表达量的降低导致‘红太阳’墨兰叶片红色逐渐消失，光合色素合成相关基因的高表达是导致‘红太阳’墨兰叶色由黄最后变绿的主要原因。

分类号： S682.31

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