基于转录组测序筛选与柚裂果相关的基因

作     者：卢艳清 林燕金 王贤达 卢新坤 LU YanQing;LIN YanJin;WANG XianDa;LU XinKun

作者机构：福建省农业科学院果树研究所 

出 版 物：《中国农业科学》 (Scientia Agricultura Sinica)

年 卷 期：2023年第56卷第20期

页      面：4087-4101页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

基　　金：福建省属公益类科研院所基本科研专项(2021R1028001,2020R10280014,2022R1028006) 福建省自然科学基金(2022J01472) 科技部、财政部国家科技资源共享服务平台项目(NHGRC2023-NH18-2) 福建省农业科学院农业科技创新联盟专项(CXLM2021003) 

主　　题：柚(Citrus grandis L. Osbeck) 裂果 果皮 转录组 抗裂基因 

摘      要：【目的】柑橘类果实生长季节内出现的裂果现象是一类生理失调病害，然而目前尚未完全揭示柑橘类果实裂果的分子机理。本研究通过对文旦柚抗裂和易裂品种果皮转录组的比较分析，筛选果实抗裂相关基因。【方法】以抗裂品种（‘度新1号文旦柚’）的正常果（此品种无裂果），以及易裂品种（‘度尾文旦柚’）的正常果和裂果为材料，果实均取自两个时期（时期A:2021年8月3日；时期B:2021年8月20日，裂果敏感期）。取果实果顶部位的果皮（以果顶为中心，30 mm半径范围内的果皮）用于转录组测序。【结果】将易裂品种裂果果皮与两品种正常果果皮转录组进行比较分析，在时期A共筛选到1 660个差异基因，易裂品种裂果果皮与两品种正常果果皮间相同的差异基因104个；在时期B共筛选到1 972个差异基因，易裂品种裂果果皮与两品种正常果果皮间相同的差异基因82个。对易裂品种裂果果皮与两品种正常果果皮间所有差异基因的GO富集分析结果显示：在生物学过程分类中，两个时期均富集到差异基因的主要亚类包括代谢过程、细胞过程、单生物过程、生物调控、刺激响应和信号。对易裂品种裂果果皮与两品种正常果果皮间所有差异基因的代谢通路分析结果显示：两个时期均富集到差异基因的主要代谢途径包括碳代谢、植物MAPK信号途径、植物激素信号转导和内质网蛋白过程，这些代谢途径富集的差异基因也最多。发现了一些与果实抗裂能力相关的重要基因：两品种正常果果皮扩张蛋白-A1基因表达量均显著高于易裂品种裂果果皮，两个时期结果一致；在时期A，两品种正常果果皮类钙调磷酸酶蛋白B亚基基因表达量显著高于易裂品种裂果果皮，但在时期B无显著差异；易裂品种裂果果皮热激转录因子、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、生长素响应蛋白和脱水响应元件结合蛋白基因表达量显著高于两品种正常果果皮，两个时期结果一致。【结论】与果皮弹性、水分运动、高温和水分亏缺逆境响应相关的基因是调控文旦柚果实抗裂能力的关键基因。