怀玉山三叶青2个栽培种块根的转录组分析

【摘要】：【目的】筛选怀玉山三叶青2个栽培种:怀玉1号(HY1组)和怀玉2号(HY2组)与黄酮类化合物合成相关差异表达基因。【方法】以怀玉山三叶青怀玉1号(HY1组)和怀玉2号(HY2组)的块根为试验材料进行转录组分析。【结果】HY1组和HY2组的Clean reads分别为42 311 662和41 411 202。2组样品Q30碱基百分比均不小于95.75%。HY1组和HY2组的转录因子家族多为MYB-superfamily、 bHLH、 AP2/ERF、 NAC、 C2C2、 WRKY等。HY1组和HY2组表达量FPKM的对数值在0-2。HY1组和HY2组表达量密度在0-0.7。HY1组和HY2组表达的共有基因数为22 367,HY1组单独表达的基因数为18 196,HY2组单独表达的基因数为8 137。HY1组和HY2组表达量的相关系数为0.913,样本间相关性好。HY1组和HY2组共产生差异表达基因12 199个。与HY1组比较,HY2组上调基因数为3 551,下调基因数为8 648。GO富集分析显示,差异基因主要注释到光合作用光系统I光捕获、光合作用捕获、叶绿素代谢过程、蛋白质发色团连锁、前体代谢产物和能量的产生、叶绿素生物合成过程、氧化应激反应、α-氨基酸代谢过程、光合作用、质体小叶、光系统Ⅰ、光系统Ⅱ、质体类核仁、光系统、叶绿素结合、单加氧酶活性、铁离子结合、血红素结合、裂解酶活性功能。KEGG富集分析显示,差异基因主要注释到光合作用-天线蛋白、核糖体、乙醛酸和二元酸代谢、苯丙酸生物合成、二苯乙烯类、二芳基庚烷类和姜辣素的生物合成、类黄酮生物合成、光合作用、光合生物的固碳作用、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、植物激素信号转导、谷胱甘肽代谢、丙酮酸代谢、苯丙氨酸代谢、植物昼夜节律、黄酮和黄酮醇的生物合成、半胱氨酸与蛋氨酸代谢、氰胺酸代谢、类胡萝卜素生物合成、α-亚麻酸代谢、卟啉与叶绿素代谢等代谢途径。【结论】与黄酮类化合物相关差异表达基因如芪合酶(stilbenesynthase)、无色花色素双加氧酶(leucoanthocyanidindioxygenase)、查尔酮异构酶蛋白(CHI protein)、查尔酮合酶2(chalcone synthase 2)、黄烷酮3-羟化酶(flavanone 3-hydroxylase)、无色花色素还原酶(1leucoanthocyanidin reductase 1)、类黄酮3'-羟化酶(flavonoid 3'-hydroxylase)基因在怀玉2号(HY2组)块根中上调,而查尔酮合酶(chalcone synthase)、黄酮醇合酶(flavonol synthase)、类黄酮3',5'-甲基转移酶(flavonoid 3', 5'-methyltransferase)基因在怀玉2号(HY2组)块根中下调,导致怀玉山三叶青怀玉1号(HY1组)和怀玉2号(HY2组)块根总黄酮含量的差异。