基于转录组测序的芒果过敏原基因鉴定及表达分析

摘要

【目的】基于芒果果实和叶片的转录组测序结果,筛选出潜在过敏原基因,并分析其在不同组织中的表达模式,为选育低过敏性的芒果品种提供理论依据。【方法】提取芒果果实和叶片总RNA,构建cDNA文库,利用Illumina HiSeq 4000进行转录组测序(测序读长为150 bp),从原始数据中筛选获得Clean reads,并利用Trinity进行组装,得到Unigenes,将其提交至NR数据库和Pfam数据库进行功能注释,从而筛选潜在的过敏原基因。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)测定过敏原基因在不同组织中的表达情况。通过Cluspro分析果实中高表达过敏原与IgE抗体结合的表位区域。【结果】经组装获得230242条Transcripts和99328条Unigenes,二者的N50分别为2278和1183 bp,说明组装完整性较好。通过NR数据库和Pfam数据库共筛选到66个潜在的芒果过敏原基因,主要被注释为花粉过敏原、Bet v家族和NADPH-依赖FMN还原酶等,其中有6个不表达,其余60个均表达,其中有24个主要在果实中表达,其他36个基因在叶片中高表达。qRT-PCR检测结果显示,9个过敏原基因在芒果叶片和果实中表达量检测结果与RNA-Seq转录组表达分析结果基本相符;除几丁质酶基因c64821.graph_c0在叶片中表达量显著高于花和果实(P<0.05,下同)外,其他过敏原基因在花中的表达量显著高于叶片和果实。在RCSB PDB数据库搜索获得在果实中高表达的过敏原c61327.graph_c0的同源蛋白结构域(PDB:4Z8W),其与IgE结合表位的氨基酸序列为74-SFRQEVKTEKHGEFKVHLPFSVSEHV-99。不同物种过敏原蛋白的结合表位氨基酸序列具有高度保守性。【结论】不同芒果过敏原基因具有组织表达特异性,大部分基因在花中高表达,说明对食用芒果后产生过敏反应的人群应避免触摸芒果花等组织。c61327.graph_c0与其他物种的同源过敏原产生交叉过敏反应。