转录组测序分析膜荚黄芪紫茎花青素生物合成的关键基因

目的:筛选与膜荚黄芪紫茎花青素生物合成相关的关键基因.方法:以膜荚黄芪紫茎和绿茎为材料,利用超高液相色谱法(UPLC)、转录组测序(RNA-Seq)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)等方法,分析了紫茎和绿茎中花青素含量,花青素生物合成相关基因的表达水平.结果:紫茎中飞燕草素和矢车菊素含量分别为118.23 μg/g、80.62μg/g,而绿茎中不含这两种花青素.转录组测序共获得128 932个Unigene,有72 470个Unigene在公共数据库获得注释.紫茎和绿茎共有6 466个基因差异表达,在花青素生物合成途径有33个差异表达的结构基因,其中9个在紫茎中上调表达,另外还筛选出在紫茎中高表达的2个MYB和1个bHLH转录因子.对12个与花青素生物合成相关的基因经转录组测序结果验证和田间材料2次qRT-PCR分析,从基因表达模式推测F3'5'H、DFR、ANS、bHLH基因可能参与膜荚黄芪紫茎花青素生物合成途径.结论:通过膜荚黄芪紫茎和绿茎花青素含量和转录组测序结果的比较,所筛选出的花青素代谢途径中3个结构基因(F3'5'H、DFR、ANS)与 1个bHLH转录因子在调控膜荚黄芪紫茎花青素生物合成过程中具有重要作用.