轉(zhuǎn)錄組與代謝組合結(jié)合揭示黃瓜黑刺中次生代謝物質(zhì)的合成及調(diào)控途徑.pdf

1、果刺顏色是黃瓜（Cucumis sativus L.）非常重要的外觀品質(zhì)。雖然前人研究結(jié)果已揭示黃瓜黑刺對(duì)白刺為顯性性狀，且由一對(duì)等位基因控制，但是，黑刺中黑色物質(zhì)是何種組分，以及這些物質(zhì)對(duì)黃瓜本身和人類(lèi)的健康有何影響，都還不清楚。因此，了解黃瓜黑刺中的代謝組分，以及它們的合成及調(diào)控途徑，具有重要的理論意義。
　　本研究利用黃瓜黑刺品種(V05A0071，國(guó)家蔬菜種質(zhì)資源中期庫(kù)編號(hào))和白刺品種(V05A0672，國(guó)家蔬菜種質(zhì)資源中

2、期庫(kù)編號(hào))雜交構(gòu)建了F2群體。采用混合分組分析法，分別對(duì)黑刺和白刺混池進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，然后進(jìn)行差異表達(dá)基因的分析揭示黑刺基因的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)進(jìn)行SNP關(guān)聯(lián)分析(SNP association analysis)定位黑刺基因。同時(shí)對(duì)黑、白刺進(jìn)行代謝組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)了許多差異組分，經(jīng)進(jìn)一步分析，最后確定了黑刺中所特有的五種黃酮醇類(lèi)物質(zhì)，研究結(jié)果如下:
　　1.通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)錄組中表達(dá)差異基因的KEGG(Kyoto Encyclopedia O

3、f Genes AndGenomes)富集分析和GO(Gene Ontology)富集分析，找出了可能與黑刺形成相關(guān)的代謝酶類(lèi)和代謝途徑，發(fā)現(xiàn)在黑刺中糖酵解、三羧酸循環(huán)和莽草酸途徑代謝酶類(lèi)表達(dá)量明顯上調(diào)，另外通過(guò)對(duì)KEGG的關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)黑刺的形成很可能受激素的調(diào)控。
　　2.轉(zhuǎn)錄組混合分組分析法初步將控制黑刺形成的基因定位在4號(hào)染色體1500K左右的區(qū)間，通過(guò)對(duì)此區(qū)間內(nèi)的候選基因進(jìn)行注釋?zhuān)l(fā)現(xiàn)有一個(gè)R2R3MYB類(lèi)轉(zhuǎn)錄因子Csa

4、4M003090在黑刺果皮中高表達(dá)。
　　3.通過(guò)對(duì)黑刺白刺進(jìn)行代謝組的分析，找到了可能的差異代謝物及其精確的質(zhì)荷比，并用主成分分析法PCA(Principal Component Analysis)和最小二乘法-判別分析PLS-DA(Partial Least Squares Discriminant Analysis)對(duì)黑刺白刺前期和后期進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)與前期相比，黑刺白刺后期物質(zhì)代謝差異明顯，找出了42種潛在差異代謝物.。并根