平原红猕猴桃花青苷积累规律及合成代谢关键基因发掘

【目的】探究平原红猕猴桃内果皮着色的分子机制,为培育低海拔、夏季高温地区栽培猕猴桃内果皮着色正常的新品种提供试验依据。【方法】通过高效液相色谱(HPLC)测定平原红和红阳猕猴桃花后30、60、90、120、150 d果肉中的花青苷含量变化,同时将果肉样品进行转录组测序,分析两个品种不同时期猕猴桃果肉相关差异表达基因(DEGs)并进行GO和KEGG富集分析,发掘促进猕猴桃内果皮花青苷合成的关键基因,对筛选出的关键基因进行实时荧光定量(RT-qPCR)检验。【结果】花后30~60 d,平原红和红阳猕猴桃果肉中未检出花青苷;花后90~150 d,两个品种猕猴桃果肉中花青苷主要以矢车菊素3-O-半乳糖苷的形式存在,仅在平原红花后90 d果肉样品中检出少量矢车菊素3-O-葡萄糖苷;花后150 d(果实采收时),平原红猕猴桃果肉中花青苷含量显著高于红阳,不仅其花青苷合成量显著增多,而且在夏季高温条件下其花青苷降解的速率也显著降低。转录组测序分析发现,花后90~150 d平原红与红阳猕猴桃果肉中共有2230个DEGs和6个差异表达的MYB家族转录因子;花后90、120、150 d三个时期DEGs的GO和KEGG富集分析表明,多数DEGs集中在与花青苷合成、转运、贮藏有关的功能和代谢途径上;在花青苷合成代谢途径中,筛选出Acc23647(Acc4CL)、Acc23632(AccDFR)两个与花青苷含量变化相吻合的关键DEGs;经过RT-qPCR检验,这两个关键DEGs相对表达量与转录组分析的FPKM值变化趋势一致。【结论】果实采收时,平原红果肉的花青苷含量是红阳猕猴桃的3.97倍;Acc4CL和AccDFR基因的上调表达,促进了平原红猕猴桃果肉中的花青苷合成;MYB家族的转录因子参与了平原红猕猴桃花青苷的合成代谢。