【目的】探究蓝鸟睡莲切花在瓶插过程中的花茎生理变化并进行转录组测序分析,为揭示睡莲在瓶插过程中花茎弯曲的分子机制及培育抗茎秆弯曲睡莲品种提供理论依据。【方法】以蓝鸟睡莲为试验材料进行切花瓶插,每天固定时间测定瓶插睡莲的...【目的】探究蓝鸟睡莲切花在瓶插过程中的花茎生理变化并进行转录组测序分析,为揭示睡莲在瓶插过程中花茎弯曲的分子机制及培育抗茎秆弯曲睡莲品种提供理论依据。【方法】以蓝鸟睡莲为试验材料进行切花瓶插,每天固定时间测定瓶插睡莲的生理指标,根据睡莲弯茎程度分为4个时期,截取花茎4个时期弯茎样本(分别标记为Dor‐sal_1、Dorsal_2、Dorsal_3和Dorsal_4),测定不同样本中可溶性糖和淀粉含量,基于转录组测序技术筛选差异表达基因(DEG),对DEGs进行GO功能注释分析、KEGG信号通路富集分析和K-means分析,挖掘导致睡莲切花弯茎的关键代谢通路及关键基因,并通过实时荧光定量PCR验证基因相对表达量与转录组数据的一致性。【结果】睡莲的吸水量、失水量、水分平衡值均呈先上升后下降的变化趋势,睡莲花茎的平均伸长量为4.45 cm,占原始长度的17.8%。Dorsal_1和Dorsal_2样本中淀粉含量无显著差异(P>0.05),但二者均显著高于Dorsal_3和Dorsal_4(P<0.05,下同),且Dorsal_3样本中淀粉含量显著高于Dorsal_4。Dorsal_1 vs Dorsal_2组、Dorsal_1 vs Dorsal_3组、Dorsal_1 vs Dorsal_4组、Dorsal_2 vs Dorsal_3组、Dorsal_3 vs Dorsal_4组DEGs数分别为5149、6903、5483、2456和269个,其中下调表达基因分别为2826、3822、3068、1313和113个,上调表达基因分别为2323、3081、2415、1143和156个。4个不同弯茎时期样本间共有112个DEGs。GO功能注释和KEGG信号通路富集分析结果显示,睡莲弯茎中DEGs主要富集在与光合作用、细胞壁合成和植物激素与信号转导等相关的生物途径中。K-means分析结果显示,DEGs被聚类为9类(Class 1~Class 9),通过Class 1与Venn图共筛选出25个DEGs,Class 5筛选到19个调控睡莲弯茎相关基因。实时荧光定量PCR验证结果显示,DEGs相对表达量与转录组数据基因表达基本一致。【结论】水分、淀粉和可溶性糖含量以及光照响应、植物激素、细胞壁形成与分解等因素的相互作用共同导致睡莲弯茎。推测与生长素及细胞壁结构相关的基因是影响睡莲弯茎的关键基因群。展开更多
文摘【目的】探究蓝鸟睡莲切花在瓶插过程中的花茎生理变化并进行转录组测序分析,为揭示睡莲在瓶插过程中花茎弯曲的分子机制及培育抗茎秆弯曲睡莲品种提供理论依据。【方法】以蓝鸟睡莲为试验材料进行切花瓶插,每天固定时间测定瓶插睡莲的生理指标,根据睡莲弯茎程度分为4个时期,截取花茎4个时期弯茎样本(分别标记为Dor‐sal_1、Dorsal_2、Dorsal_3和Dorsal_4),测定不同样本中可溶性糖和淀粉含量,基于转录组测序技术筛选差异表达基因(DEG),对DEGs进行GO功能注释分析、KEGG信号通路富集分析和K-means分析,挖掘导致睡莲切花弯茎的关键代谢通路及关键基因,并通过实时荧光定量PCR验证基因相对表达量与转录组数据的一致性。【结果】睡莲的吸水量、失水量、水分平衡值均呈先上升后下降的变化趋势,睡莲花茎的平均伸长量为4.45 cm,占原始长度的17.8%。Dorsal_1和Dorsal_2样本中淀粉含量无显著差异(P>0.05),但二者均显著高于Dorsal_3和Dorsal_4(P<0.05,下同),且Dorsal_3样本中淀粉含量显著高于Dorsal_4。Dorsal_1 vs Dorsal_2组、Dorsal_1 vs Dorsal_3组、Dorsal_1 vs Dorsal_4组、Dorsal_2 vs Dorsal_3组、Dorsal_3 vs Dorsal_4组DEGs数分别为5149、6903、5483、2456和269个,其中下调表达基因分别为2826、3822、3068、1313和113个,上调表达基因分别为2323、3081、2415、1143和156个。4个不同弯茎时期样本间共有112个DEGs。GO功能注释和KEGG信号通路富集分析结果显示,睡莲弯茎中DEGs主要富集在与光合作用、细胞壁合成和植物激素与信号转导等相关的生物途径中。K-means分析结果显示,DEGs被聚类为9类(Class 1~Class 9),通过Class 1与Venn图共筛选出25个DEGs,Class 5筛选到19个调控睡莲弯茎相关基因。实时荧光定量PCR验证结果显示,DEGs相对表达量与转录组数据基因表达基本一致。【结论】水分、淀粉和可溶性糖含量以及光照响应、植物激素、细胞壁形成与分解等因素的相互作用共同导致睡莲弯茎。推测与生长素及细胞壁结构相关的基因是影响睡莲弯茎的关键基因群。
