光诱导雨生红球藻虾青素积累的信号通路转录组分析

雨生红球藻Haematococcus pluvialis在逆境胁迫条件下可大量积累虾青素,被认为自然界最理想的虾青素生产者.高光能有效诱导其虾青素的合成与积累,但藻细胞感知和转导光信号进而调控虾青素积累的机制尚不清楚.文中采用Illumina Hiseq 2000高通量测序技术分别获得正常、高白光及高蓝光处理组4.0 G、3.8G及3.6G的原始数据量,经质控与拼接之后获得51954条长度至少为200 bp的unigenes基因,经过比对分析,共有20537个unigenes在NR、NT、KO、SwissProt、PfamGO及KOG等数据库中的至少1个数据库中注释成功,达到39.52％.差异表达基因分析显示,高白光vs正常组共获得1255个DEGs;高蓝光vs正常组共获得1494个DEGs;高白光与高蓝光vs正常组共同的DEGs有1008个.KEGG富集分析显示,与对照组相比高白光与高蓝光共同的显著富集通路包括光合作用、类胡萝卜素合成、脂肪酸合成、氧化磷酸化、DNA复制、碳代谢及氮代谢等过程.通过对转录组数据进一步分析,挖掘鉴定了大量光受体及其信号转导通路中的互作蛋白.随机筛选DEGs基因15条,采用荧光定量PCR技术检测其转录水平,结果表明与转录组差异表达数据高度一致.光受体及其信号转导通路中的互作蛋白基因差异表达分析,推测"光信号→光受体→互作蛋白(互作蛋白→转录因子/转录调节子)→功能基因表达→虾青素积累"的信号转导通路可能参与上述调控过程,为深入解析光诱导虾青素合成的转录调控机制奠定了基础.