王久照:基于转录组的砂梨果实糖转运相关基因的筛选论文

王久照:基于转录组的砂梨果实糖转运相关基因的筛选论文

本文主要研究内容

作者王久照(2019)在《基于转录组的砂梨果实糖转运相关基因的筛选》一文中研究指出:梨的果实是一种具有经济价值的贮藏器官,果实中的糖是质量和感官特性的主要决定因素。糖转运蛋白(sugar transporters,STs)在植物生长发育过程中有着重要的作用,主要介导糖类物质的运转,参与源和库组织之间的碳水化合物的装载和卸载。糖在叶片的叶肉细胞中由光合作用生成,然后通过韧皮部运输到库器官,如果实、种子、根和花。在长距离韧皮部运输后,糖从筛管分子-伴胞复合体(sieve element-companion cell,SE-CC)卸载到凋亡的外周细胞壁基质中,而质外体途径通常与糖转运蛋白偶联以促进糖通过膜的运动。鉴定参与果实糖转运基因并了解其分子调控机制,对提高梨感官品质具有重要意义。本研究以三个砂梨品种‘翠冠’(Pyrus pyrifolia‘Cuiguan’)、‘黄花’(Pyrus pyrifolia‘Huanghua’)及‘圆黄’(Pyrus pyrifolia‘Wonhuwang’)为试材,研究砂梨果实发育过程中的几种主要的可溶性糖含量的积累规律,通过转录组测序技术从分子水平鉴定和筛选砂梨果实糖转运相关的基因,并对筛选的糖转运相关基因使用实时荧光定量PCR验证,同时将糖转运基因的相对表达与糖水平进行相关性分析。主要研究结果如下:1.随着砂梨果实的发育,三个砂梨果实的总糖含量呈上升的趋势。在果实生长初期总糖积累速率较慢,到果实生长中期总糖的积累速率最快,而在果实生长后期总糖的积累速率又减缓。成熟的果实在组成总糖的四种类型的糖中,果糖含量最高,其次为葡萄糖和山梨醇,蔗糖的含量最低。2.三个砂梨品种的果实发育过程中,几种主要的可溶性糖的积累规律存在差异。三个砂梨品种果实中的山梨醇在果实发育早期迅速积累,果实发育中期积累速率有所减缓,到果实发育后期积累速率又稍有提高;三个砂梨品种中葡萄糖和果糖的积累规律相似,果实发育早期的积累速度较慢,中期积累速率明显加快,后期积累速率呈缓慢趋势,而‘翠冠’的果糖积累规律相比其他两个品种有所差异,在中期积累速率加快,后期积累速率达到最快;三个砂梨品种的蔗糖积累规律一致,果实发育的前中期积累速率较慢,在果实发育后期积累速率达到最快。3.通过转录组测序技术,共得到每个文库含3.95×10~7~4.61×10~7个、大小为150 bp左右的双端短序列(原始短序列);通过软件对原始短序列过滤,每个文库获得高质量短序列3.52×10~7~4.19×10~7个;高质量短序列被比对到梨参考基因组,最终获得42196个转录本,占模型基因总数的98.58%。基于转录组数据,通过进化树聚类分析,共鉴定出118个糖转运蛋白(STs),包括7个蔗糖转运蛋白(sucrose/H~+cotransporters或sucrose transporters,SUCs或SUTs),19个糖外排转运蛋白(sugars will eventually be exported transporters,SWEETs),92个单糖转运蛋白(monosaccharide transporters,MSTs)。4.通过对高表达的糖转运蛋白的表达谱分析,在‘翠冠’的果实中表达总共30个ST基因,并且它们的表达谱可以分成三个主要簇。群集A由1个SWEET和9个MST组成,随着果实的发育和成熟逐渐上调。具有1个SWEET和5个MST的群集B在所有果实发育阶段被下调,而群集C包括3个SUC和11个MST从花后25 d上调至花后55d,随后随着果实发育而下调。在‘圆黄’的果实中表达了32个ST,显示出两个主要的表达簇;群集A具有2个SUC,1个SWEET和9个MST,当果实成熟时表现出上调的表达,群集B由2个SUC,1个SWEET和17个MST组成,在果实发育期间下调。在‘黄花’中表达了32个ST,表现出两个主要簇。具有2个SUC,1个SWEET和12个MST的群集A显示出果实发育的上调表达,而含有2个SUC和15个MST的群集B在果实发育期间下调。结合三个砂梨品种的表达谱,三个砂梨品种共有的高表达量基因有3个SUC和23个MST。用qRT-PCR验证筛选出11个基因,所有ST基因都显示出与转录组数据相似的趋势。除Pbr031281.1外的所有ST基因均具有显著相关性(r>5.0)。5.通过糖转运基因表达与糖水平的相关性分析,我们发现有10个基因的相对表达量与可溶性糖(山梨醇、果糖、葡萄糖和蔗糖)的含量显著相关。表明这些基因在糖的转运中发挥着重要的作用,负责糖的转入或转出。这些ST基因可被认为是参与山梨醇,蔗糖,己糖或戊糖转运及其在砂梨果实中积累相关的的重要候选基因。

Abstract

li de guo shi shi yi chong ju you jing ji jia zhi de zhu cang qi guan ,guo shi zhong de tang shi zhi liang he gan guan te xing de zhu yao jue ding yin su 。tang zhuai yun dan bai (sugar transporters,STs)zai zhi wu sheng chang fa yo guo cheng zhong you zhao chong yao de zuo yong ,zhu yao jie dao tang lei wu zhi de yun zhuai ,can yu yuan he ku zu zhi zhi jian de tan shui hua ge wu de zhuang zai he xie zai 。tang zai xie pian de xie rou xi bao zhong you guang ge zuo yong sheng cheng ,ran hou tong guo ren pi bu yun shu dao ku qi guan ,ru guo shi 、chong zi 、gen he hua 。zai chang ju li ren pi bu yun shu hou ,tang cong shai guan fen zi -ban bao fu ge ti (sieve element-companion cell,SE-CC)xie zai dao diao wang de wai zhou xi bao bi ji zhi zhong ,er zhi wai ti tu jing tong chang yu tang zhuai yun dan bai ou lian yi cu jin tang tong guo mo de yun dong 。jian ding can yu guo shi tang zhuai yun ji yin bing le jie ji fen zi diao kong ji zhi ,dui di gao li gan guan pin zhi ju you chong yao yi yi 。ben yan jiu yi san ge sha li pin chong ‘cui guan ’(Pyrus pyrifolia‘Cuiguan’)、‘huang hua ’(Pyrus pyrifolia‘Huanghua’)ji ‘yuan huang ’(Pyrus pyrifolia‘Wonhuwang’)wei shi cai ,yan jiu sha li guo shi fa yo guo cheng zhong de ji chong zhu yao de ke rong xing tang han liang de ji lei gui lv ,tong guo zhuai lu zu ce xu ji shu cong fen zi shui ping jian ding he shai shua sha li guo shi tang zhuai yun xiang guan de ji yin ,bing dui shai shua de tang zhuai yun xiang guan ji yin shi yong shi shi ying guang ding liang PCRyan zheng ,tong shi jiang tang zhuai yun ji yin de xiang dui biao da yu tang shui ping jin hang xiang guan xing fen xi 。zhu yao yan jiu jie guo ru xia :1.sui zhao sha li guo shi de fa yo ,san ge sha li guo shi de zong tang han liang cheng shang sheng de qu shi 。zai guo shi sheng chang chu ji zong tang ji lei su lv jiao man ,dao guo shi sheng chang zhong ji zong tang de ji lei su lv zui kuai ,er zai guo shi sheng chang hou ji zong tang de ji lei su lv you jian huan 。cheng shou de guo shi zai zu cheng zong tang de si chong lei xing de tang zhong ,guo tang han liang zui gao ,ji ci wei pu tao tang he shan li chun ,zhe tang de han liang zui di 。2.san ge sha li pin chong de guo shi fa yo guo cheng zhong ,ji chong zhu yao de ke rong xing tang de ji lei gui lv cun zai cha yi 。san ge sha li pin chong guo shi zhong de shan li chun zai guo shi fa yo zao ji xun su ji lei ,guo shi fa yo zhong ji ji lei su lv you suo jian huan ,dao guo shi fa yo hou ji ji lei su lv you shao you di gao ;san ge sha li pin chong zhong pu tao tang he guo tang de ji lei gui lv xiang shi ,guo shi fa yo zao ji de ji lei su du jiao man ,zhong ji ji lei su lv ming xian jia kuai ,hou ji ji lei su lv cheng huan man qu shi ,er ‘cui guan ’de guo tang ji lei gui lv xiang bi ji ta liang ge pin chong you suo cha yi ,zai zhong ji ji lei su lv jia kuai ,hou ji ji lei su lv da dao zui kuai ;san ge sha li pin chong de zhe tang ji lei gui lv yi zhi ,guo shi fa yo de qian zhong ji ji lei su lv jiao man ,zai guo shi fa yo hou ji ji lei su lv da dao zui kuai 。3.tong guo zhuai lu zu ce xu ji shu ,gong de dao mei ge wen ku han 3.95×10~7~4.61×10~7ge 、da xiao wei 150 bpzuo you de shuang duan duan xu lie (yuan shi duan xu lie );tong guo ruan jian dui yuan shi duan xu lie guo lv ,mei ge wen ku huo de gao zhi liang duan xu lie 3.52×10~7~4.19×10~7ge ;gao zhi liang duan xu lie bei bi dui dao li can kao ji yin zu ,zui zhong huo de 42196ge zhuai lu ben ,zhan mo xing ji yin zong shu de 98.58%。ji yu zhuai lu zu shu ju ,tong guo jin hua shu ju lei fen xi ,gong jian ding chu 118ge tang zhuai yun dan bai (STs),bao gua 7ge zhe tang zhuai yun dan bai (sucrose/H~+cotransportershuo sucrose transporters,SUCshuo SUTs),19ge tang wai pai zhuai yun dan bai (sugars will eventually be exported transporters,SWEETs),92ge chan tang zhuai yun dan bai (monosaccharide transporters,MSTs)。4.tong guo dui gao biao da de tang zhuai yun dan bai de biao da pu fen xi ,zai ‘cui guan ’de guo shi zhong biao da zong gong 30ge STji yin ,bing ju ta men de biao da pu ke yi fen cheng san ge zhu yao cu 。qun ji Ayou 1ge SWEEThe 9ge MSTzu cheng ,sui zhao guo shi de fa yo he cheng shou zhu jian shang diao 。ju you 1ge SWEEThe 5ge MSTde qun ji Bzai suo you guo shi fa yo jie duan bei xia diao ,er qun ji Cbao gua 3ge SUChe 11ge MSTcong hua hou 25 dshang diao zhi hua hou 55d,sui hou sui zhao guo shi fa yo er xia diao 。zai ‘yuan huang ’de guo shi zhong biao da le 32ge ST,xian shi chu liang ge zhu yao de biao da cu ;qun ji Aju you 2ge SUC,1ge SWEEThe 9ge MST,dang guo shi cheng shou shi biao xian chu shang diao de biao da ,qun ji Byou 2ge SUC,1ge SWEEThe 17ge MSTzu cheng ,zai guo shi fa yo ji jian xia diao 。zai ‘huang hua ’zhong biao da le 32ge ST,biao xian chu liang ge zhu yao cu 。ju you 2ge SUC,1ge SWEEThe 12ge MSTde qun ji Axian shi chu guo shi fa yo de shang diao biao da ,er han you 2ge SUChe 15ge MSTde qun ji Bzai guo shi fa yo ji jian xia diao 。jie ge san ge sha li pin chong de biao da pu ,san ge sha li pin chong gong you de gao biao da liang ji yin you 3ge SUChe 23ge MST。yong qRT-PCRyan zheng shai shua chu 11ge ji yin ,suo you STji yin dou xian shi chu yu zhuai lu zu shu ju xiang shi de qu shi 。chu Pbr031281.1wai de suo you STji yin jun ju you xian zhe xiang guan xing (r>5.0)。5.tong guo tang zhuai yun ji yin biao da yu tang shui ping de xiang guan xing fen xi ,wo men fa xian you 10ge ji yin de xiang dui biao da liang yu ke rong xing tang (shan li chun 、guo tang 、pu tao tang he zhe tang )de han liang xian zhe xiang guan 。biao ming zhe xie ji yin zai tang de zhuai yun zhong fa hui zhao chong yao de zuo yong ,fu ze tang de zhuai ru huo zhuai chu 。zhe xie STji yin ke bei ren wei shi can yu shan li chun ,zhe tang ,ji tang huo wu tang zhuai yun ji ji zai sha li guo shi zhong ji lei xiang guan de de chong yao hou shua ji yin 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自西南大学的王久照,发表于刊物西南大学2019-09-24论文,是一篇关于砂梨论文,糖转运蛋白论文,可溶性糖论文,转录组分析论文,西南大学2019-09-24论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自西南大学2019-09-24论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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