紅掌轉(zhuǎn)錄組測(cè)序及花青素生物合成途徑差異表達(dá)基因的分析.pdf

1、紅掌(Anthurium andreanum)作為具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的盆花、切花種類(lèi)。以佛焰苞為主要觀(guān)賞部位，其顏色是決定商品價(jià)值的最重要因素。傳統(tǒng)的雜交育種方式耗時(shí)長(zhǎng)、后代變異大，選種困難;利用誘變育種，獲得變異植株概率小，很難得到變異后代;分子育種是培育新品種的新方法，但因目前對(duì)紅掌分子研究背景缺乏，分子方面研究相對(duì)滯后。為提高紅掌選育效率，有必要建立紅掌性狀控制的分子遺傳學(xué)基礎(chǔ)，因此建立紅掌基因組數(shù)據(jù)庫(kù)意義重大。本研究采用新一代高通

2、量Illumina HiSeq/MiSeq測(cè)序方法對(duì)紅掌8個(gè)連續(xù)生長(zhǎng)期(S1-S8)做轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，并對(duì)S5（盛花期:紅色）和S8（衰老期:綠色）時(shí)期分別做數(shù)字基因表達(dá)譜(DGE)測(cè)序，豐富了紅掌轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)信息，獲得控制紅掌佛焰苞花青素生物合成途徑中顏色變化的關(guān)鍵基因。為后續(xù)功能基因克隆、分子標(biāo)記篩選以及基因改良育種等提供了背景參考。具體研究結(jié)果如下:
　　1、對(duì)紅掌佛焰苞整個(gè)生長(zhǎng)周期進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序得到有效基因序列(clean r

3、eads)56445573條，數(shù)據(jù)量達(dá)5.64 G，并得到長(zhǎng)度分布在200-2000 bp的單基因簇(unigene)64576條，豐富了紅掌轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)信息。
　　2、對(duì)S5（盛花期:紅色）和S8（衰老期:綠色）時(shí)期進(jìn)行數(shù)字基因表達(dá)譜測(cè)序，分別得到12766374條(1.28 G)和18583390條(1.86 G)可分析序列(clean reads)，其中被成功注釋有差異表達(dá)的基因序列2316條。
　　3、轉(zhuǎn)錄組結(jié)合數(shù)字基

4、因表達(dá)譜測(cè)序，得到了在S5和S8兩個(gè)時(shí)期差異表達(dá)的10條與花青素生物代謝途經(jīng)有關(guān)的基因序列，通過(guò)NCBI比對(duì)，10條序列確定為8種基因，分別為查耳酮合成酶(CHS)、查耳酮異構(gòu)酶(CHI)、黃烷酮-3β-羥化酶(F3H)、類(lèi)黃酮3'-羥化酶（F3'H）、二氫黃酮醇還原酶（DFR）、花色苷合酶（ANS）、無(wú)色花色苷還原酶(LAR)和肉桂酸-4-羥化酶(C4H)，推測(cè)這10條基因序列在紅掌佛焰苞顏色變化過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。
　　4、得

5、到10條基因序列的特異擴(kuò)增產(chǎn)物，通過(guò)qRT-PCR與DGE相互驗(yàn)證得到，該10條序列基因表達(dá)量均在S8中下調(diào)，與DGE測(cè)序結(jié)果趨勢(shì)一致，證明了測(cè)序結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　5、通過(guò)監(jiān)測(cè)10條基因序列在紅掌佛焰苞整個(gè)生長(zhǎng)周期的表達(dá)量變化，得到S3時(shí)期是紅掌佛焰苞花青素合成的高峰期;在S5、S6、S7和S8時(shí)期，隨著佛焰苞的成熟，10條序列表達(dá)量均逐漸下降，在S8衰老期10條基因序列的表達(dá)量達(dá)到最低。這10條基因序列是紅掌佛焰苞花色形成中的