杂交兰花色花香生物合成途径的转录组分析

• 作者: 孔兰 樊荣辉 林榕燕 叶秀仙 林兵 钟淮钦
• 来源期刊: 西北植物学报
• 学科: 农学
• 关键词: 杂交兰 花色 花香 转录组测序
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 86-95
• 页数: 10页
• 分类号: Q786|S682.31
• 语种: 中文
• DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.01.0086

摘要

该研究以杂交兰(Cymbidium hybrid)不同花色花香品种‘玉凤’(K18,黄色)和‘福韵丹霞’(K24,紫红色)为材料,采用RNA-Seq技术获得杂交兰不同花期的花朵转录组数据,分析杂交兰不同时期花色/花香相关基因的表达变化,探讨杂交兰花色花香形成的分子机理,为杂交的定向改良和新品种选育提供依据.结果表明:(1)K18和K24分别获得11914和6793个差异表达基因;KEGG注释显示,有58个差异基因与花色花香合成相关;进一步分析发现,类黄酮是K18和K24的主要花色素,其合成基因在小花蕾期显著上调,其中K18通过查尔酮异构酶基因(CHI)、类黄酮-3',5'羟化酶基因(F3'5'H)和黄酮醇合酶基因(FLS)途径生成黄酮醇,K24则通过花青素合成酶基因(ANS)途径生成花青素.(2)qRT-PCR验证表明,萜类骨架基因羟甲基戊二酰辅酶基因(HMGS)、羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶基因(HMGR2)和甲羟戊酸-5-焦磷酸合酶基因(MVD)等的表达量均在K18盛花期最高,同时6个下游的萜烯合酶(TPS)基因在K18中表达量比K24上调100倍以上.(3)定量分析表明,K24、K18中的花色素苷总含量分别为608.74、122.28μg·g-1,K18花色苷含量仅为K24的20％;K24花中色素物质主要成分为矢车菊素苷,使其花色呈红色;K18中飞燕草素苷含量相对较高(花色为黄色).研究推测,ANS基因的较高表达可能是K24花瓣中花色苷含量高于K18的原因之一,K18通过CHI、F3'5'H、FLS途径积累了大量黄酮醇而不是花青素,从而影响了花朵颜色的决定.