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 SUN Ling;WANG Yue;CHEN Min;SUN Xiaoqin;HANG Yueyu;ZHANG Yanmei

作者机构：江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)江苏南京210014 

出 版 物：《植物资源与环境学报》 (Journal of Plant Resources and Environment)

年 卷 期：2021年第30卷第3期

页      面：8-19页

核心收录：

学科分类：071001[理学-植物学] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 071007[理学-遗传学] 090102[农学-作物遗传育种] 0710[理学-生物学] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 1002[医学-临床医学] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 0901[农学-作物学] 0902[农学-园艺学] 0836[工学-生物工程] 0713[理学-生态学] 

基　　金：江苏省植物资源研究与利用重点实验室基金项目(SQ201404) 省属公益类科研院所自主科研项目(BM2018021-2) 

主　　题：薯蓣 茎生珠芽 转录组 PEBP家族基因 TFL 1-like 相对表达量 

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77981个All-unigenes,长度主要集中于300~3000 bp,占总量的99.44%;All-unigenes的平均长度为1050 bp,N50值为1764 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6098、8840和9141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11182、13552和15918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3531个,表达量均下调的unigenes有1084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TFL 1-like和FT-like分支上,其中位于TFL 1-like分支的Unigene40804_All与拟南芥〔Arabidopsis thaliana(Linn.)Heynh.〕中已知功能的TFL 1基因高度同源,被命名为DpTFL 1,且DpTFL 1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,DpTFL 1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;DpTFL 1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。