‘红元宝’紫玉兰两次花芽分化差异代谢通路及关键调控基因筛选

作者：程少禹; 宣铃娟; 董彬; 顾翠花; 申亚梅^*; 张明如; 戴梦怡; 王卓为; 章颖佳; 陆丹迎

来源：园艺学报, 2020, 47(08): 1490-1504.

DOI：10.16420/j.issn.0513-353x.2019-0963

• 紫玉兰
• 二次成花
• 差异基因
• 差异代谢物
• 实时荧光定量PCR

为了探究调控‘红元宝’紫玉兰一年两次花芽分化的成花关键基因和代谢通路,对其两次花芽分化过程的前、中、后期花芽样本进行转录组和代谢组测序分析。转录组拼接后共得到43257条Unigene,其中鉴定出35个差异表达的成花关键基因;代谢组共检测到569个代谢物。结合转录组和代谢组分析,两次花芽分化中期产生差异基因最多,共4074个。第二次花芽分化产生的差异代谢物蔗糖(Sucrose)和3–氰基丙氨酸(3-Cyanoalanine)大幅上调,甲基丙二酸(Methylmalonic acid)大幅下调,它们在4条KEGG通路上与相应时期的差异基因的相关性值|PCC|> 0.80且P <0.05。蔗糖与淀粉代谢通路中,差异代谢物海藻糖(Trehalose)与该通路中7个差异基因相关性值|PCC|> 0.80。通过CCA(Canonical correspondenceanalysis)分析:两次花芽分化的中期,筛选出存在差异转录调控机制的KEGG通路共3条,分别为ko01200碳代谢、ko00630乙醛酸和二羧酸代谢和ko02010ABC转运蛋白。从35个成花基因中随机挑选6个(Ml COL9、MlGA9、Ml GAI、MlSPL4、MlSPY、MlSVP)进行qPCR验证,其表达模式与转录组基本一致,说明转录组数据可靠。研究表明:‘红元宝’紫玉兰二次花芽分化是受到光周期途径、春化途径、年龄途径和赤霉素途径的共同影响以及8条代谢通路的协同作用而产生,且代谢物蔗糖和海藻糖在其中发挥重要的作用。

• 单位
  浙江农林大学