芒果2个不同花芽分化时期转录组分析

摘要

【目的】分析芒果不同花芽分化时期的转录组,了解成花过程相关基因的表达情况,为芒果开花时间的分子调控机制研究提供理论参考。【方法】以芒果品种南逗迈4号为材料,采用Illumina高通量测序技术,分别对其新梢停长期(I期)和基部膨大期(II期)2个不同花芽分化时期顶芽进行转录组测序,并利用基因功能注释、差异表达基因筛选等生物信息学方法对测序获得的高质量序列进行分析。通过实时荧光定量PCR(qPCR)检测差异表达基因的表达情况以验证转录组测序结果的可信度。【结果】共获得85691条Unigenes,平均长度为870bp,N50为1077bp,与UniProt数据库比对,发现48589条Unigenes有同源信息,注释比例为56.7%,广泛涉及细胞组分、生物过程和分子功能三大类,共55个小类,其中参与生物过程的Unigene数量最多(有21个小类),以参与分子功能的Unigene数量最少(有14个小类)。以Fold-Change≥2为条件,筛选出花芽分化I和II期转录组间的2031个差异表达基因,其中1073个基因表达上调,958个基因表达下调,涉及247条代谢通路,富集的KEGG通路为内质网蛋白加工、次生物质的生物合成和积累、糖代谢和光合作用等,其中注释为内质网蛋白加工的基因数量最多。从2个不同时期顶芽的转录组数据中获得了春化、光周期、赤霉素(GA)、成花抑制、自主和年龄等途径的开花相关基因。将MiSOC1、MiVIN3、MiDof和MiMADS1的qPCR检测结果与其转录组测序结果进行比对,发现这4个基因虽然在II期的表达量比I期上调差异倍数上存在一定差异,但表达量变化趋势一致,说明转录组测序结果的可信度较高。【结论】芒果花芽分化过程与内质网蛋白加工、次生代谢生物合成、植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢等途径密切相关,可为芒果花期人工调控和产期调节提供参考。