番石榴果实品质评价及黄酮类化合物合成相关基因挖掘

作者：邵雪花; 赖多; 肖维强; 刘传和; 贺涵; 匡石滋

来源：华南农业大学学报, 2022, 1-16.

• 番石榴
• 果实品质
• 主成分分析
• 类黄酮
• 基因

【目的】综合评价番石榴不同品种间的果实品质差异并挖掘黄酮类化合物合成的关键基因。【方法】本文对六种番石榴果实的11个品质指标进行测定，并结合主成分分析方法综合评价其品质差异，同时运用转录组测序技术比较各品种间的差异表达基因（differentiallyexpressedgenes，DEGs），并通过GO和KEGG富集分析，挖掘黄酮类化合物的差异表达基因，最后利用实时荧光定量PCR （Quantitative Real-time PCR，qPCR）研究差异基因在不同品种间的特异性表达。【结果】六种番石榴试材中‘金斗香’和‘胭脂红’品质最优，得分较高，‘水晶’和‘西瓜红’较低，‘珍珠’和‘红宝石’居中，且‘金斗香’和‘胭脂红’的类黄酮含量较高，分别为9.76和10.05 mg/g是‘珍珠’（5.74 mg/g）的1.5倍以上，显著高于其他品种（P ＞0.05）。转录组测序分析得到‘金斗香’和‘胭脂红’的差异基因聚为一类，其余四种聚为一类。深入挖掘DEGs发现，黄酮类化合物的生物合成途径中CHS、FLS、CYP73A、CYP98A3、DFR、E2.1.1.104、E1.14.11.19和CYP75A基因在‘金斗香’和‘胭脂红’中表达量显著上调，qRT-PCR验证结果表明FLS基因在‘胭脂红’中表达量最高，‘西瓜红’中表达量最低，两者相差10倍以上，CYP73A、CYP75A、E2.1.1.104和CHS基因在‘金斗香’中表达量最高，‘珍珠’中表达量最低，其中CYP73A和CYP75A基因在‘金斗香’和‘珍珠’中的表达量相差30倍以上，而DFR基因在‘胭脂红’中表达量较高，‘金斗香’中表达量较低。qRT-PCR检测到差异基因的表达水平与转录组测序结果一致，证明六个番石榴品种的转录组测序结果可靠。【结论】系统评价了六种番石榴果实品质差异，并挖掘到8个与番石榴黄酮类化合物合成相关的关键基因，为后期番石榴的品种选育、功能基因挖掘和黄酮类化合物的生物合成途径等研究提供科学依据。

• 单位
  农业部; 广东省农业科学院果树研究所