基于转录组测序对刺葡萄果皮花色苷积累相关基因的表达分析

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiafeicp
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葡萄果皮的颜色由花色苷的组分和含量决定,中国野生葡萄果实通常为黑色,而刺葡萄(V itis davidii)是唯一具有白色果株系的中国野生葡萄。本试验利用超高效液相色谱-串联质谱(U PLC-MS)法检测黑果和白果刺葡萄果实不同发育期的花色苷组分和含量,以探究刺葡萄果皮中花色苷组分的特异性。通过转录组分析技术,比较黑果和白果刺葡萄不同果实发育期果皮中基因表达水平的差异,以期找到与刺葡萄果皮中花色苷积累相关的一些关键基因,进而阐释白果刺葡萄产生的原因。本研究的主要结果如下:1.黑果和白果刺葡萄果皮中花色苷的组分在黑果和白果刺葡萄果皮中共检测到24种花色苷,并且随着果实的发育,果皮中花色苷的含量逐渐升高。在黑果刺葡萄果皮中,二甲基花翠素-3,5-双葡萄糖苷(Mv-3,5-diglu)含量最高,占花色苷总量的87%。白果刺葡萄果皮中检测到了微量的花色苷,以花翠素-3,5-双葡萄糖苷(D p-3,5-diglu)和二甲基花翠素-3,5-双葡萄糖苷为主。2.转录组分析结果转录组分析结果表明,在黑果和白果刺葡萄之间,花色苷积累相关基因在转录水平上存在显著差异。通过差异基因富集和表达模式分析,共筛选出与刺葡萄果皮花色苷合成、修饰和转运相关的41个候选基因。其中,MYBA1(VIT02s0033g00410)等16个基因与前人报道的一致,MYB4(V IT01s0011g04760)等25个基因在刺葡萄中表现出特异性,推测5GT(VIT09s0002g06590)与双糖花色苷的合成相关,3AT(VIT03s0017g00870)与花色苷酰化修饰相关,GST4(VIT04s0079g00690)和AM2(VIT16s0050g00910)参与花色苷的转运。花色苷合成的关键基因U FGT(VIT16s0039g02230)在白果刺葡萄果皮中不表达。推测白果刺葡萄中花色苷的生物合成与5个预测的糖基转移酶基因(UGT)(VIT17s0000g08100、VIT00s0324g00070、VIT00s0324g00050、VIT06s0004g05780和VIT08s0007g04570)的表达相关。3.实时荧光定量PCR验证利用实时荧光定量P CR(q RT-PCR)对30个候选基因进行相对表达分析,并与转录组结果进行比较,结果表明,大多数基因的表达模式与转录组结果一致,证明了转录组分析结果的可靠性。
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