大白菜BrAOP2基因的遗传多样性及其与硫甙含量的相关性分析

以大白菜品种Chiifu为试验材料,采用RT-PCR技术,克隆了3个硫甙合成关键基因BrAOP2基因的cDNA序列(BrAOP2.1、BrAOP2.2、BrAOP2.3)。通过氨基酸同源性比对分析,BrAOP2.1与BrAOP2.2的同源性为78%,BrAOP2.1与BrAOP2.3的同源性为74%,BrAOP2.2与BrAOP2.3的同源性为81%。通过32份大白菜重测序数据分析了3个BrAOP2基因CDS序列的遗传多样性,并对其与硫甙含量的相关性进行了分析。结果表明:在32份大白菜中共检测到7种硫甙,其中4-戊烯基硫甙(GBN)含量和2-羟基-3-丁烯基硫甙(PRO)含量较高,分别占总硫甙含量的23.99%和23.16%。在BrAOP2.1基因编码区检测到5个变异位点,在BrAOP2.2基因编码区检测到7个变异位点,在BrAOP2.3基因编码区仅检测到1个变异位点。其中BrAOP2.1基因的A1051G变异位点与PRO含量极显著相关,BrAOP2.2基因的A560G、C753T、A790G和T927C变异位点与PRO含量显著相关,BrAOP2.2基因的G825A位点与4-羟基-3-吲哚基甲基硫甙(4OH)含量显著相关。

大白菜-甘蓝易位系A-4硫苷及BrAOP2表达和序列分析

硫苷是十字花科植物中一类重要的次生代谢产物,硫苷及其降解产物在植物风味、抗虫抗逆以及防癌抗癌方面具有重要作用。4-甲磺酰基丁基硫苷(GRA,glucoraphanin)的降解产物萝卜硫素是迄今为止已知的抗癌活性最强的物质之一。BrAOP2基因是影响GRA含量的关键基因。为了探究大白菜-甘蓝易位系A-4与亲本大白菜85-1中硫苷含量的差异,本研究以84株A-4自交后代植株和85-1为材料,通过高效液相色谱法测定其莲座期莲座叶、结球初期莲座叶、结球初期球叶、收获期莲座叶和收获期球叶的硫苷含量,并进行BrAOP2基因表达量和序列分析。结果表明:A-4自交后代植株总硫苷含量、脂肪族硫苷含量、PRO、GBN、GRA、NAP、GBC含量平均值在不同时期的球叶和莲座叶中始终高于85-1,且均在结球初期球叶中含量最高;除NEO含量外,总硫苷含量和其他硫苷组分在球叶中的含量高于莲座叶。A-4自交后代植株BrAOP2基因表达量显著低于85-1,且二者BrAOP2基因序列存在SNP和InDel的变异。由此推测,A-4自交后代植株GRA含量升高与BrAOP2低表达有关。以上研究为进一步分析大白菜-甘蓝易位系GRA含量与85-1的差异奠定基础。