紫肉甘薯因其块根中富含紫色花青素而得名.本研究以2组栽培种紫肉甘薯及其淡黄肉突变体为材料,基于甘薯转录组测序(RNA-seq)数据进行生物信息学分析.以|log2 FC|≥1且错误发现率(FDR)<0.01作为筛选标准,鉴定差异表达基因(DEGs),对DEGs进行GO功能分类和KEGG代谢通路分析,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法对测序结果进行验证.样品经转录组测序后,均获得超过8 Gb的高质量数据,拼接组装共得到164427条Unigenes.在2组甘薯材料及其突变体中分别检测到2262个和1546个DEGs,其中有244个DEGs是2组甘薯材料共有的.GO功能分析发现,DEGs主要富集于苯丙氨酸解氨酶活性、着色、类黄酮生物合成过程、含花青素化合物生物合成过程等.KEGG通路分析发现,DEGs主要分布在苯丙素类生物合成、苯丙氨酸代谢、类黄酮生物合成和花青素生物合成等代谢通路.随机选择27个与花青素生物代谢相关的候选基因进行实时荧光定量PCR验证,表达模式与测序结果一致.将2组材料中候选基因的表达水平与花青素含量进行相关性分析,结果表明,花青素生物合成相关的候选基因PAL-1、CHS、ANS、CCoAOMT、GST-2、ABC-1、bHLH和WRKY-2的相对表达量与花青素积累量的相关性达到显著或极显著水平.表明,2个甘薯突变体材料块根薯肉紫色的缺失是由花青素的合成、转运和相关转录因子表达水平的降低共同引起的.通过转录组测序可以从中挖掘一些与花青素代谢相关的候选基因,为研究其在生物合成途径中的调控机制奠定基础.

紫肉甘薯;转录组测序;花青素代谢;差异表达基因

后猛;李臣;宋炜涵;张允刚;李强

江苏徐淮地区徐州农业科学研究所/中国农业科学院甘薯研究所/农业农村部甘薯生物学与遗传育种重点实验室,江苏 徐州 221131;江苏师范大学生命科学学院,江苏 徐州 221116

江苏农业学报

[1]后猛;李臣;宋炜涵;张允刚;李强-.紫肉甘薯及其突变体花青素积累差异的比较转录组分析)[J].江苏农业学报,2022(02):313-325

紫肉甘薯

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