杜鹃花品种大鸳鸯锦花瓣条纹形成的色素基础和差异表达基因的挖掘

为解析杜鹃品种大鸳鸯锦花瓣粉色条纹形成的分子机制,挖掘与粉色条纹形成相关的关键基因,选取大鸳鸯锦盛花期花瓣,对花瓣白色区域与粉色条纹区域的色素分别进行测定,同时,利用Illumina HiSeq TM测序平台对它们的转录组进行测序分析,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术对测序结果进行验证。结果表明,大鸳鸯锦花瓣粉色条纹的形成是由花色苷积累引起的。花瓣粉色条纹区域与白色区域共鉴定出7086个差异表达基因(DEGs),其中上调表达基因3802个,下调表达基因3284个。与花色苷形成相关的花青素生物合成、苯丙素生物合成和类黄酮生物合成途径在花瓣粉色条纹区域中更为活跃。根据DEGs的GO和KEGG富集分析结果,从与花色苷生物合成代谢相关及其调控途径共筛选出31个DEGs,其中26个为花青素合成代谢结构基因,5个为转录调控基因(3个MYB和2个bHLH);26个花青素合成代谢结构基因共编码9种酶,其中20个基因在花瓣粉色条纹组织中的表达水平明显高于白色花瓣组织;通过NCBI同源搜索发现2个R2R3-MYB和1个bHLH与已知调控果实或叶片中花青素合成有关的同源基因相似,它们在花瓣粉色条纹区域中的表达水平也均明显高于白色区域。选取10个与花青素生物合成相关的差异表达基因,经qRT-PCR验证,发现基因表达趋势与转录组测序结果一致。