陆地棉粉花花蕾与黄花花蕾的比较转录组分析

摘要

【目的】挖掘影响棉花花色多态性的代谢物质和候选基因。【方法】以陆地棉黄色花品种中棉所24和粉色花品系中遗红为研究材料,取花瓣变色前后的花蕾进行花色苷含量测定和转录组测序分析。【结果】在开花前,中棉所24和中遗红的花蕾颜色已表现出差异,随着花蕾的发育,花色差异逐渐增大,其中天竺葵素-3-O-葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-半乳糖苷、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷和矢车菊素-3-O-(6''-O-丙二酰)-葡萄糖苷在中遗红花蕾中特异性积累。对中棉所24和中遗红花蕾中差异表达基因(differentially expressed gene,DEG)进行联合分析,共获得8790个上调表达基因和8521个下调表达基因,它们在液泡质子ATP酶(V型ATP酶)复合体、类黄酮生物合成过程等通路富集。进一步分析发现,花色苷合成相关的基因在2个材料中的表达水平并无明显差异,而调控花色苷合成、转运以及液泡酸碱平衡的基因Gh_A07G083500、bHLH基因Gh_D11G130400、GST基因Gh_A07G079800和V型ATP酶基因Gh_A09G123000、Gh_A08G012100和Gh_D09G115200在中遗红中高水平表达。【结论】本研究构建了粉花花色形成的调控通路,鉴定了与棉花花色相关的候选基因,为棉花育种提供基因资源。