【目的】基于转录组测序数据分析鉴定树莓皮刺发育相关的候选基因及信号通路,为阐明树莓皮刺发育的分子机制及无刺品种培育提供理论参考。【方法】以黔莓1号(无刺型,C)和红泡刺藤(多刺型,D)为试验材料,分别对2个树莓品种的一级侧枝(C1、...【目的】基于转录组测序数据分析鉴定树莓皮刺发育相关的候选基因及信号通路,为阐明树莓皮刺发育的分子机制及无刺品种培育提供理论参考。【方法】以黔莓1号(无刺型,C)和红泡刺藤(多刺型,D)为试验材料,分别对2个树莓品种的一级侧枝(C1、D1)、二级侧枝(C2、D2)及三级侧枝(C3、D3)茎表皮组织进行转录组测序分析,采用DESeq2筛选出差异表达基因(DEGs),对DEGs进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,并通过实时荧光定量PCR验证转录组测序结果的准确性。【结果】经转录组测序共获得116.89 Gb Clean data,GC含量为45.29%~46.08%,Q30均在96.94%以上。C1 vs D1组、C2 vs D2组、C3 vs D3组、D1 vs D3对比组分别筛选出3164、2835、2331和1740个DEGs,其中上调表达的DEGs分别为1514、1892、1435和1368个,下调表达的DEGs分别为1650、943、896和327个,4个对比组间共有的DEGs为279个。GO功能注释结果显示,DEGs注释到生物学过程、细胞组分和分子功能三大类别,主要包括细胞过程、信号转导、细胞解剖实体、细胞内、包含蛋白复合物、结合、分子功能调控等功能条目。KEGG信号通路富集结果显示,DEGs主要富集在植物激素信号转导、苯丙烷生物合成和类黄酮生物合成等信号通路中。最终筛选出13个与树莓皮刺发育相关的DEGs,其中参与植物激素信号转导通路的bHLH转录因子家族基因2个(bHLH93和bHLH35),MYB转录因子家族基因2个(APL和MYBC1),生长素组分相关基因4个(ARF6、LAX2、IAA26和AUR50);参与苯丙烷生物合成信号通路的木质素合成相关基因2个(CCR1和CAD6);参与类黄酮生物合成信号通路的黄酮合成相关基因3个(F3H、OMT3和UFGT7),这些基因在皮刺不同发育阶段的表达模式存在明显差异。实时荧光定量PCR结果表明转录组数据具有可靠性。【结论】黔莓1号和红泡刺藤的皮刺发育受多基因协同调控,包括正向调控基因bHLH35、IAA26和F3H等,负向调控基因bHLH93、CCR1和CAD6等,这些基因通过植物激素信号转导、苯丙烷代谢和类黄酮生物合成等信号通路共同调控皮刺的生长发育过程。展开更多
文摘【目的】基于转录组测序数据分析鉴定树莓皮刺发育相关的候选基因及信号通路,为阐明树莓皮刺发育的分子机制及无刺品种培育提供理论参考。【方法】以黔莓1号(无刺型,C)和红泡刺藤(多刺型,D)为试验材料,分别对2个树莓品种的一级侧枝(C1、D1)、二级侧枝(C2、D2)及三级侧枝(C3、D3)茎表皮组织进行转录组测序分析,采用DESeq2筛选出差异表达基因(DEGs),对DEGs进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,并通过实时荧光定量PCR验证转录组测序结果的准确性。【结果】经转录组测序共获得116.89 Gb Clean data,GC含量为45.29%~46.08%,Q30均在96.94%以上。C1 vs D1组、C2 vs D2组、C3 vs D3组、D1 vs D3对比组分别筛选出3164、2835、2331和1740个DEGs,其中上调表达的DEGs分别为1514、1892、1435和1368个,下调表达的DEGs分别为1650、943、896和327个,4个对比组间共有的DEGs为279个。GO功能注释结果显示,DEGs注释到生物学过程、细胞组分和分子功能三大类别,主要包括细胞过程、信号转导、细胞解剖实体、细胞内、包含蛋白复合物、结合、分子功能调控等功能条目。KEGG信号通路富集结果显示,DEGs主要富集在植物激素信号转导、苯丙烷生物合成和类黄酮生物合成等信号通路中。最终筛选出13个与树莓皮刺发育相关的DEGs,其中参与植物激素信号转导通路的bHLH转录因子家族基因2个(bHLH93和bHLH35),MYB转录因子家族基因2个(APL和MYBC1),生长素组分相关基因4个(ARF6、LAX2、IAA26和AUR50);参与苯丙烷生物合成信号通路的木质素合成相关基因2个(CCR1和CAD6);参与类黄酮生物合成信号通路的黄酮合成相关基因3个(F3H、OMT3和UFGT7),这些基因在皮刺不同发育阶段的表达模式存在明显差异。实时荧光定量PCR结果表明转录组数据具有可靠性。【结论】黔莓1号和红泡刺藤的皮刺发育受多基因协同调控,包括正向调控基因bHLH35、IAA26和F3H等,负向调控基因bHLH93、CCR1和CAD6等,这些基因通过植物激素信号转导、苯丙烷代谢和类黄酮生物合成等信号通路共同调控皮刺的生长发育过程。
