基于转录组测序的紫叶李叶色相关基因分析

紫叶李是一种具有较高观赏价值的落叶乔木,叶色是紫叶李重要的观赏性状之一。为探究影响紫叶李花色素苷合成的关键酶基因,本研究应用Illumina NovaSeq6000测序平台,对性状分别为红叶、绿叶和普通叶的紫叶李进行了转录组测序。实验以红叶紫叶李为实验组,绿叶和普通叶分别做对照组,每个样品各3个生物学重复,共获得195548106条Clean reads。通过对差异表达基因分析,筛选到红叶相对绿叶的差异表达基因5376个,其中上调表达基因2686个,下调表达基因2690个;红叶相对普通叶的差异表达基因6197个,其中上调表达基因3193个,下调表达基因3004个。通过GO功能分类,可分为生物过程、细胞组分和分子功能3大类,其中红叶紫叶李和绿叶紫叶李比对注释到44个功能组,红叶紫叶李和普通叶紫叶李比对注释到47个功能组。通过代谢通路KEGG pathway分析表明,红叶紫叶李和绿叶紫叶李比对有897个差异表达基因参与了120条已知的代谢通路,红叶紫叶李和普通叶紫叶李比对有1108个差异表达基因参与了121条已知的代谢通路,其中苯丙素合成通路、类黄酮合成通路及黄酮和黄酮醇合成通路3条花色素苷相关代谢通路的部分基因表达存在显著的差异,并通过实时荧光定量,验证花色素苷合成相关差异表达基因在3种不同叶色紫叶李中的表达模式。本研究丰富了紫叶李的转录组信息,为进一步揭示紫叶李叶片着色的相关分子机制、生长相关基因克隆和表达等研究提供科学依据。

‘红颜’草莓果实黄烷酮3-羟化酶基因克隆及表达分析

为探究八倍体‘红颜’草莓(Fragaria×ananassa Duch.)果实着色过程中的关键基因,本研究通过对前期果实表皮部位RNA-Seq数据的研究,筛选花色素苷合成途径的差异表达基因黄烷酮3-羟化酶基因(Flavanone 3-hydroxylase)。根据‘红颜’草莓F3H基因序列设计一对引物,利用RT-PCR技术从中克隆F3H核苷酸序列,命名为FaF3H。将基因上传GenBank数据库获得八倍体‘红颜’草莓F3H基因登录号(MZ190021),并进行生物信息学分析。利用实时荧光定量方法分析草莓果实着色过程中该基因表达水平。结果显示,‘红颜’草莓FaF3H基因长度为1095 bp,编码364个氨基酸。保守结构域分析显示,具有一个PLN02515超家族结构域。RT-qPCR结果表明FaF3H基因在草莓果实大绿期到白果期表达量下降,全红期表达量最高。FaF3H基因在草莓果实花色素苷合成过程中发挥重要作用。