功能雄性不育茄子差异基因及代谢途径分析

作者：王志敏; 袁超; 丁泽琴; 胡若琳; 牛义; 汤青林; 魏大勇; 宋明; 王永清; 田时炳

来源：生物工程学报, 2021, 37(01): 253-265.

DOI：10.13345/j.cjb.200393

• 茄子
• 花药开裂
• 转录组分析
• 代谢途径

以茄子功能雄性不育系(S13)和可育系(F142)为材料,对花蕾不同发育时期的细胞学特征进行观察,发现S13花药中环形细胞簇的解体时期比F142延迟2 d,开花当天F142的裂口组织及内绒毡层的细胞解体,而S13中无此现象发生。转录组测序分析表明,F142和S13开花前8天、5天和开花当天的花药共有1 436个差异表达基因(DEGs)(651个表达上调,785个表达下调)。GO显著性分析表明差异基因主要富集在生物学过程中涉及单细胞生物过程、代谢过程和细胞过程的单基因簇(Unigene)较多,分子功能中涉及较多的有催化活性和结合功能;KEGG注释发现,差异基因主要富集在次生代谢产物的生物合成、代谢途径、内质网蛋白质加工、氨基酸的生物合成、碳代谢和植物激素信号转导。选取16 465个基因进行加权基因共表达网络构建分析(Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA),共鉴定到15个基因共表达模块,其中3个为S13在3个花蕾发育时期高度相关特异性模块(Plum2、Royalblue和Bisque4模块);KEGG富集表明,特异性模块可以富集到苯丙烷类生物合成、光合作用、卟啉与叶绿素代谢、α-亚麻酸代谢、多糖的生物合成和代谢、脂肪酸降解以及戊糖与葡萄糖醛酸的相互转化等相关通路,这些基因可能在S13花蕾发育过程中发挥重要作用。研究结果为进一步探索茄子花药开裂机制提供了一定的参考。

• 单位
  重庆市农业科学院; 西南大学