月季红双喜花瓣变色的化学基础及比较转录组分析 植物学报    2022, 57 (5): 649-660.   DOI: 10.11983/CBB22049

图6 qRT-PCR验证相关基因在月季红双喜花瓣不同发育时期的表达特性
S1-S4同图1。*表示与S1时期相比差异显著。

正文中引用本图/表的段落

研究表明, 以R2R3-MYB为核心、MBW为单元的分子模块是植物类黄酮/花青素苷合成调控的重要方式; 与类黄酮调控相关的R2R3-MYB基因包括SG5、SG6、SG7和SG20等亚家族成员。对月季红双喜花瓣中的转录组进行分析, 共发现334个与MYB相关的转录本(Pfam数据库注释结果), 其中10个出现差异表达。将10个鉴定到的差异表达R2R3-MYB基因与月季基因组中类黄酮调控相关R2R3-MYB基因进行聚类分析, 结果表明LOC112189515、LOC112189516、LOC112172082、LOC112183574、LOC112169550和LOC112189312等属于SG5, LOC112186121、LOC112200243、LOC112193894、LOC112185634和LOC112180306五个基因成员属于SG6, LOC112- 175573和LOC112200214属于SG7, LOC112182- 064和LOC112202422属于SG20 (图5A)。对这些R2R3-MYB基因在红双喜不同呈色花瓣中的表达属性构建热图, 发现与花青素苷合成调控相关的SG6成员中有3个基因显著上调, 并将其命名为AN2-like (图5B)。

通过荧光定量PCR对转录组测序分析得到的一些差异转录本进行验证分析, 包括花青素苷合成关键基因CHI (LOC112182551)、ANS (LOC112179310)和UFGT (LOC112172868), 类胡萝卜素合成关键基因(PSY-LOC112190337、LYCB-LOC112188432和ZDE-LOC112189356), R2R3-MYB转录因子基因AN2-like1-3 (LOC112185634、LOC112193894和LOC112186121)及光信号转导相关基因UVR8 (LOC112182836)、PIF3 (LOC112192990)和HY5 (LOC112172411)等。鉴定结果与转录组数据一致, 其中PSY基因在花瓣不同发育时期(S1-S4)的表达特性无显著变化, 其它11个基因均呈上升趋势, 但是不同基因的表达趋势有所不同, 即达到表达强度最大的时间有所差异。例如, 花青素苷合成关键基因CHI、ANS和UFGT, 及类胡萝卜素修饰基因LYCB的表达均呈逐渐上升趋势; 而ZDE及光信号转导相关基因UVR8、PIF3和HY5则呈先上升后下降趋势(图6)。

本文的其它图/表

• 表1 qRT-PCR所用引物
  
• 表2 月季红双喜不同呈色花瓣中主要类胡萝卜素的成分含量差异
  
• 图1 月季红双喜不同发育时期花瓣呈色表型(A)、不同呈色花瓣类型中的类黄酮差异(B)及主要差异成分(C)
  S1: 萼片初展期; S2: 花瓣透色期; S3: 花瓣初开期; S4: 花瓣盛开期
  
• 表3 月季红双喜不同呈色花瓣中mRNA、miRNA和LncRNA的数量
  
• 表4 月季红双喜不同呈色花瓣中差异表达基因的功能注释
  
• 图2 月季红双喜不同呈色花瓣中差异LncRNA靶基因聚类(A)及差异siRNA靶基因聚类(B)
  
• 图3 月季红双喜不同呈色花瓣中的基因转录特性(A)及差异表达基因KEGG聚类(B)
  FDR: 错误发现率
  
• 图4 月季红双喜花瓣中花青素苷及类胡萝卜素合成通路相关基因的表达特性分析
  蓝色至红色代表基因表达由弱至强(彩图见网站版本)。*代表差异显著基因。
  
• 图5 月季红双喜不同呈色花瓣中差异表达R2R3-MYB基因和类黄酮调控相关R2R3-MYB基因进化分析(A)及R2R3-MYB相关基因的表达热图(B)
  Y和R同表2。*代表与花青素苷合成调控相关的R2R3-MYB基因。