基于转录组测序的宁夏枸杞不同品种果实活性成分合成差异表达基因分析

作者：刘雪霞; 范文强; 焦慧慧; 高寒; 唐建宁; 朱金忠; 岳思君; 郑蕊^*

来源：生物工程学报, 2023, 39(07): 3015-3036.

DOI：10.13345/j.cjb.220821

• 宁夏枸杞
• 果实发育
• 转录组
• 差异表达基因
• 活性成分

为探究不同品种宁夏枸杞果实活性成分生物合成相关基因的表达水平，筛选关键差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)，揭示宁夏枸杞品种间活性成分含量差异的分子机制，本研究采用Illumina NovaSeq 6000高通量测序技术，对宁夏枸杞‘宁杞1号’和‘宁杞7号’青果期、转色期及成熟期果实进行转录组测序，比较2个品种果实不同发育期相关基因表达谱的变化。结果显示：转录组测序共获得811 818 178条clean reads，有121.76 Gb有效数据。‘宁杞1号’和‘宁杞7号’在青果期、转色期和成熟期差异表达基因分别有2 827、2 552和2 311个；分别有2 153、2050和1825个差异基因在基因本体论(geneontology,GO)、京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)富集分析和同源蛋白簇(clusters of orthologous groups of proteins, KOG)分析等6个数据库中被成功注释。青果期、转色期和成熟期果实的差异表达基因，在GO数据库分别有1 307、865和624个被富集到生物学过程、细胞组分及分子功能3个部分中；KEGG通路富集结果均集中在代谢途径、次生代谢物生物合成和植物-病原互作过程；在KOG数据库，3个发育期分别注释了1 775、1 751和1 541个差异表达基因。对注释的基因进行PubMed数据库检索，在青果期、转色期和成熟期分别筛选到与枸杞活性成分合成相关的差异表达基因18、26和24个，这些基因主要参与类胡萝卜素、类黄酮、萜类、生物碱和维生素等代谢途径。选取7个差异表达基因进行RT-qPCR验证，结果与转录组测序数据表达趋势一致。本研究从转录水平为不同品种宁夏枸杞活性成分含量差异提供了初步证据，为进一步挖掘枸杞活性成分生物合成的关键基因及解析其表达调控机制提供了研究基础。

• 单位
  宁夏大学; 生命科学学院