不同花色甘蓝型油菜花瓣转录组初步分析
2024-03-11分类号:S565.4
【部门】青海大学生态环境工程学院
【摘要】[目的]鉴别不同花色甘蓝型油菜花瓣花青素合成相关差异表达基因(DEGs),为油菜花色形成机理研究奠定基础。[方法]以甘蓝型红花油菜与黄花油菜杂交和回交获得的B_1C_1群体为材料,分别用Na(NO_2)_2-Al(NO_3)_3-NaOH显色法和pH示差法测定红花和黄花总黄酮和总花青素含量。取7月份油菜初花期花瓣,分别构建黄花和红花cDNA文库,利用高通量测序技术获得其转录组数据,筛选DEGs,随后利用生物信息学方法对DEGs进行GO和KEGG分析;用MapMan注释和鉴别出花瓣花青素合成相关基因;并用qRT-PCR技术进行验证。[结果]甘蓝型黄花油菜花瓣中的总黄酮和总花青素含量明显低于红花油菜。经转录组分析,从黄花油菜和红花油菜初花期花瓣中共获得2 824个DEGs,其中红花油菜花瓣中多数基因负调控表达。KEGG富集分析显示,2 368个DEGs显著富集到124个KEGG代谢通路,其中代谢途径的差异基因最多(461个),次生代谢的生物合成差异基因次之(266个);GO富集分析显示,2 824个DEGs注释到分子功能、细胞组分和生物过程3种功能类型,其中生物过程中的细胞过程、代谢过程、刺激反应和生物调节的DEGs分别有1 546,1 198,983和704个基因。MapMan分析结果显示,花青素生物合成途径差异表达的结构基因有34个,其中7个上调表达,27个下调表达,表达倍数均达极显著水平。相关转录因子鉴定结果显示,参与花青素合成的转录因子有56个,其中MYB家族转录因子34个,bHLH家族转录因子22个,未找到WD40。对鉴定出的花青素合成相关的5个基因(3个结构基因和2个转录因子)进行qRT-PCR验证,结果与转录组分析结果一致。[结论]甘蓝型油菜花瓣的黄色与红色是由其内总黄酮和总花青素含量不同所致;甘蓝型油菜黄色花瓣和红色花瓣中鉴别出的差异表达结构基因和转录因子是导致不同花色花瓣总黄酮和总花青素含量差异的关键基因;甘蓝型红花油菜的花青素合成途径中仅有MYB和bHLH转录因子发挥作用。
【关键词】甘蓝型油菜 转录组学 花色 花青素 总黄酮
【基金】青海省科技厅项目“彩色油菜种质资源创新及利用”(2020-ZJ-745)
【所属期刊栏目】西北农林科技大学学报(自然科学版)
文献传递