基于WGCNA发掘缺磷、红光和黄光处理下三角褐指藻岩藻黄素合成关键基因

作者：吕娇; 龚一富^*; 章丽; 胡媛; 王何瑜^*

来源：遗传, 2023, 45(03): 237-249.

DOI：10.16288/j.yczz.22-336

• 三角褐指藻
• 岩藻黄素
• 加权基因共表达网络分析
• 关键基因

加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)是一种分析多个样本间基因表达模式的方法，可将表达模式相近的基因聚类并发掘与特定的性状或表型相关的关键基因。本研究采用转录组测序和WGCNA方法，分析了三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)在缺磷、红光和黄光等非生物胁迫下对岩藻黄素积累的影响。结果表明，与对照组相比，岩藻黄素含量在缺磷和红光处理后显著提高(P<0.05)，但是在黄光处理后显著降低(P<0.05)。利用转录组测序得到的10,392个基因构建加权基因共表达网络，为了确保无标度网络，选择β=18(R2>0.8)作为软阈值。通过对岩藻黄素含量进行关联分析，共鉴定了10个共表达模块，其中purple模块与岩藻黄素含量呈正相关(r=0.9,P=1E–200)，并确定了9个关键基因，包括5个岩藻黄素合成通路上的基因(DXR、PSY、PDS1、ZEP2、VDL2)和4个转录因子基因(bHLH5、HOX2、CCHH13、HSF1b)。进一步利用qRT-PCR证实，关键基因在缺磷处理时表达量更高，线性回归分析结果表明基因相对表达量均与转录组数据高度相关。本研究结果为进一步研究三角褐指藻中岩藻黄素的复杂调控机制奠定了基础。

• 单位
  宁波大学