番茄SlGTL5调控叶片发育的转录组分析

Trihelix转录因子GT-2亚家族基因在植物生长发育、逆境胁迫等方面发挥了重要作用,而番茄中鲜有报道。本研究以番茄品种AC++为试验材料,以GT-2亚家族基因SlGTL5为研究对象,通过RNAi干扰技术,获得了转基因植株,并发现其叶片变小,为了解析其分子机理,本研究进行了转录组测序。质控后的所有Reads碱基百分比Q30≥95.14%,表明测序质量较高。与已知基因组比对后发现,转基因叶片Reads比对照定位于外显子的比例减小,定位于内含子和基因间区的比例增大;SNP/InDel和可变剪接主要发生在基因间区和5'3'UTR区等。进一步筛选差异表达基因(DEGs),发现上调基因1299个,下调1516个,合计2815个。GO数据库注释结果证实,Reads主要富集于:细胞、代谢、有机物等生物学过程,细胞组分、膜、细胞器等细胞组分,结合、催化等分子功能;COG数据库注释结果证实,Reads主要富集于:碳水化合物、转录后修饰、蛋白转化、一般功能等过程;KEGG数据库注释结果证实,Reads主要富集于:光合作用的天线蛋白等。利用NCBI搜索分析10个极限差异表达基因后发现,它们的功能与细胞分裂、激素调控、氧化还原反应、逆境胁迫等有关。本研究初步探索了番茄GT-2亚家族SlGTL5基因调控叶片变小的分子机理,为优质番茄品种的选育工作提供参考。

扁豆荚皮中花青素合成的转录组分析

扁豆在中国广泛栽培,紫色扁豆品种的豆荚中的花青素含量高于绿色品种,但扁豆中花青素合成的调控机制尚待研究。鉴于扁豆基因组测序工作尚未完成,为了解析扁豆花青素合成的调控机制,本研究利用Illumina转录组测序技术,获得了假定Unigene 94982个。与紫色扁豆相比,绿色品种的荚皮中上调Unigene1065个,下调3086个。通过GO、KEGG基因富集分析以及20个表达差异最大的Unigene功能预测,可以发现,绿色扁豆品种抗锈病能力较强,可能与抗氧化能力、氧化还原反应、40S核糖体小亚基(与翻译有关)蛋白高于紫色品种有关,而扁豆豆荚颜色由紫变绿的原因与生长素类AUX蛋白、类衰老特定的半胱氨酸蛋白酶等编码基因的表达水平下调有关。本研究将为解析扁豆花青素合成的调控机制提供借鉴。

番茄果皮开裂的转录组分析

果皮开裂是造成番茄果实贮藏品质大幅度下降的关键因素。通常,果实开裂受到高温、高湿等外界条件与遗传因素(形状,大小和果皮厚度等)的双重调控。果皮开裂关键调控基因的克隆对优良番茄品种的选育至关重要,有望从源头解决番茄果实开裂的问题。本研究利用显微技术观察果皮开裂后植物细胞组织的变化,发现中果皮薄壁细胞和维管组织受到显著破坏。利用Illumina Hiseq平台对开裂前后的组织进行深度测序,发现果皮开裂后整体植物基因表达数量减少,其中上调植物基因数目1 073个,下调基因数目为972个;通过GO、KEGG和KOG对所有差异表达Reads进行功能分类和富集分析,发现果实开裂与碳代谢、次生物质代谢、信号转导及刺激响应等生命活动密切相关。本研究从细胞和转录水平解析了番茄果皮开裂的机理,也为优质番茄育种提供了良好的理论基础。