薯蓣茎生珠芽发生相关的转录组和PEBP家族基因表达特性分析

• 作者: 孙玲 王月 陈闽 孙小芹 杭悦宇 张艳梅
• 来源期刊: 植物资源与环境学报
• 关键词: 薯蓣 茎生珠芽 转录组 PEBP家族基因 TFL1-like 相对表达量
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 页码范围: 8-19
• 页数: 12页
• 分类号: Q786|Q946-33|S632.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7895.2021.03.02

摘要

以薯蓣(Dioscorea polystachya Turcz.)的具茎生珠芽品种'铁棍山药'('Tiegun')和无茎生珠芽品种'花籽山药'('Huazi')为研究对象,采集'铁棍山药'具茎生珠芽、茎基部无茎生珠芽和茎上部无茎生珠芽的叶腋部位以及'花籽山药'的叶腋部位4组样品进行转录组测序,并以'铁棍山药'不同发育期茎生珠芽的叶腋部位为样品进行qRT-PCR分析,以期明确与薯蓣茎生珠芽发生相关的调控基因.结果显示:从2个品种不同部位的4组样品中共获得77 981个All-unigenes,长度主要集中于300～3 000 bp,占总量的99.44％;All-unigenes的平均长度为1 050 bp,N50值为 1 764 bp,GC 含量为42.66％;转录组 unigenes 与油棕(Elaeis guineensis Jacq.)和海枣(Phoenix dactylifera Linn.)的同源性较高.对具茎生珠芽叶腋样品与3组无茎生珠芽叶腋样品的差异unigenes进行功能注释和表达量比较.结果显示:经过GO注释分析,3组转录组分别有6 098、8 840和9 141个差异unigenes注释在细胞组分、分子功能和生物过程3大类43个亚类中,其中,注释在代谢过程亚类的差异unigenes数分别占对应注释unigenes总数的10.6％、10.5％和10.7％;3组转录组分别有11 182、13 552和15 918个差异unigenes注释在KEGG代谢通路,且主要集中在代谢和遗传信息处理;表达量均上调的unigenes有3 531个,表达量均下调的unigenes有1 084个;在具茎生珠芽叶腋部位中特异性表达的unigenes有235个,而在无茎生珠芽叶腋部位中均特异性表达的unigene仅1个.从转录组中共鉴定出11个PEBP家族成员,且在系统演化树上这些PEBP家族基因主要分布在TFL1-like和FT-like 分支上,其中位于 TFL1-like 分支的 Unigene40804_All 与拟南芥[Arabidopsis thaliana(Linn.)Heynh.]中已知功能的TFL1基因高度同源,被命名为DpTFL1,且DpTFL1基因仅在'铁棍山药'具茎生珠芽的叶腋部位表达.qRT-PCR分析结果显示:随'铁棍山药'茎生珠芽发育,DpTFL1基因的表达量逐渐升高,在发育成熟期达到最高.综合分析结果表明:与淀粉合成相关的SUS等基因以及与激素和糖代谢相关的基因可能参与'铁棍山药'茎生珠芽发育的调控;DpTFL1基因在'铁棍山药'具茎生珠芽的叶腋部位特异性表达,其可能与薯蓣茎生珠芽发生有关.