赛菊芋花叶突变株表型变化和转录组测序分析

为探索赛菊芋(Heliopsis helianthoides)花叶突变株表型变化的分子调控机制,本文以赛菊芋绿叶正常植株(LY)和花叶变异株(HY)为试材,比较二者表型变化及SPAD值,并利用高通量测序技术进行转录组测序分析。结果表明:HY突变株叶片长度显著变短,仅叶脉为绿色,叶脉间为白色呈花叶症状,其RHSCC叶色值为155A,而LY为137C;叶片SPAD值仅为正常LY的25.85%。转录组测序共获得2098条差异表达基因(DEGs),HY上调表达(UP)1172个,其中1128个只在HY中有表达;下调表达(DOWN)926个,其中有50个只在HY中有表达。通过对差异基因GO及KEGG富集分析,结合定量PCR验证,结果表明,HY突变株差异下调基因显著富集的功能主要与植物的光合作用有关,光合作用天线蛋白通路中,光捕获叶绿素蛋白复合体的Lhca1(光系统Ⅰ)、Lhcb1和Lhcb4(光系统Ⅱ)显著下调;光反应中心的PsaK(光系统Ⅰ)、PsbP(光系统I)及类囊体膜上ATP合成酶复合体中的delta均显著下调,推测上述基因的下调影响了叶绿素的合成,从而叶片呈现花叶。