利用WGCNA筛选马铃薯块茎发育候选基因

块茎是马铃薯的主要经济器官,解析其形成和发育机制对于马铃薯高产育种具有重要意义.虽然结薯相关基因已有报道,但仍有大量参与结薯的基因有待进一步挖掘和鉴定.随着测序技术的不断革新和发展,转录组数据愈加丰富和繁杂,利用加权共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)筛选特定性状、组织或发育阶段相关基因的方法被广泛应用.本研究利用WGCNA分别对马铃薯DM 1-3516 R44(DM)材料以及RH89-039-16(RH)材料各15个组织器官的转录组数据进行分析,构建共表达网络,筛选与块茎发育相关的共表达模块.对筛选表达模块中的基因进行GO(Gene Ontology)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路富集分析.以模块中连通度前10的基因为核心基因,用PGSC数据库和NCBI数据库进行注释,并利用qRT-PCR进行验证.通过WGCNA分析,在DM和RH材料中均得到13个共表达模块,其中DM材料的Cyan模块和RH材料的Black模块与块茎显著相关.分析表明,2个模块的基因显著富集在激素代谢、淀粉和蔗糖代谢以及细胞形成等相关过程中.此外,在Cyan中注释到已被证实与块茎发育相关的基因StGA2ox1,并且在共表达分析中StGA2ox1与模块中10个核心基因均相互关联.核心基因的qRT-PCR结果与RNA-Seq的结果基本一致.本研究运用WGCNA方法鉴别了2个块茎发育相关的共表达模块,筛选出多个与块茎发育相关的候选基因,为马铃薯高产育种奠定基础.