基于转录组和WGCNA筛选大葱雄性不育相关基因

文献类型： 中文期刊

第一作者： 岳丽昕

作者： 岳丽昕;王清华;刘泽洲;孔素萍;高莉敏

作者机构：

关键词： 大葱;雄性不育;加权基因共表达网络分析;转录组测序;核心基因

期刊名称： 生物技术通报

ISSN： 1002-5464

年卷期： 2024 年 40 卷 009 期

页码： 212-224

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： [目的]挖掘大葱雄性不育相关的特异性模块并筛选核心基因,为后续深入解析大葱雄性不育分子机制提供理论依据.[方法]以大葱可育株MF和不育株MS不同发育时期的花蕾为研究对象,基于转录组测序和加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA),鉴定与大葱雄性不育相关的特异性模块,筛选核心基因.[结果]通过WGCNA分析,将 8320 个基因划分为 18 个共表达模块,获得 3 个与大葱不育株MS花粉败育高度相关的特异性模块(blue、midnightblue和black模块).功能富集分析表明,大葱不育株MS的花粉败育与苯丙素生物合成、角质和蜡质生物合成、淀粉和蔗糖代谢、α-亚油酸代谢和脂肪酸延长等多种代谢过程密切相关.根据模块内基因的连接度以及基因意义,鉴定得到atpB、TPS9、TPD1、BHLH35 等核心基因,可能在大葱花粉发育中起关键调控作用.实时荧光定量PCR(quantitative real-time polymerase chain reaction,RT-qPCR)结果显示,核心基因的表达量在MF和MS不同发育时期的花蕾中差异显著,且表达趋势与转录组学测序结果一致.[结论]鉴定了3 个与大葱花粉败育高度相关的特异性模块,筛选到atpB、TPS9、TPD1 等大葱花粉发育相关的核心基因,并发现大葱花粉败育主要涉及苯丙素生物合成、角质和蜡质生物合成、淀粉和蔗糖代谢、α-亚油酸代谢和脂肪酸延长等过程.

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