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乌饭树果实类黄酮积累分子机制初探 摘要 本研究以乌饭树(Vaccinium bracteatum Thunb.)3 个不同发育成熟度果实如绿 果(S1) 、红果(S2)和蓝果(S3)为材料，进行了转录组测序、相关生物信息学分析 以及实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证，初步探究了乌饭树果实类黄酮积累的分 子机制。主要研究结果如下： 1.获得了超过4,179 万reads ，并将其组装成86,301 个单基因(平均长度，1,067 bp) 。在NR 和Swissprot 数据库中分别注释到了51,215 和40,079 个单基因。30,525 个单基因分为25 个KOG 类，14,455 个单基因分为23 条KEGG 途径，36,449 个 单基因分为一个或多个GO 注释。 2. 对乌饭树3 个不同成熟度果实S1、S2 和S3 进行了差异基因表达分析。 检测到的差异表达基因(DEGs)分别为 16,748(S2 vs S1)、21,617(S3 vs S1) 和 15,938(S3 vs S2)。 3.共筛选获得39 个基因编码17 种与类黄酮化合物生物合成相关的酶。其中 类黄酮生物合成的上游结构基因C4H、CHS、CHI 基本都是随着果实转色上调表 达，促进了乌饭树果实类黄酮前体物质的合成。下游结构基因 F3H 、F35H 、 FLS 、DFR 、LDOX 、UGT、ACT 、LAR 和ANR 在着色期或成熟期上调表达。如 F3 ’H 在着色期上调，成熟期下调，而F3 ’5 ’H 在果实着色期和成熟期均上调表达， 推测二氢杨梅素随着果实发育成熟不断积累，而二氢槲皮素的积累主要集中在果 实发育前期。这些上、下游结构基因的实时表达决定着类黄酮类物质的合成去向 与积累水平。另外，转录因子 MYB113 对乌饭树果实着色成熟期类黄酮类物质 的生物合成亦起着重要的调控作用。 4.从乌饭树3 个不同成熟度果实(S1、S2 和S3)差异表达基因中筛选出了生长 素、脱落酸、细胞分裂素、赤霉素、茉莉酸、水杨酸、乙烯和油菜素内酯等八类 植物激素，其中BR6ox 、DET2 和BSK 基因与乌饭树果实发育成熟过程中油菜素 内酯的积累相关，另有２个F3 H 基因除与油菜素内酯代谢相关外，还与类黄酮 合成有关。 5. 对内参基因进行了优化，筛选出了最适内参基因NADH 。并运用qRT-PCR 分析了20 个与类黄酮生物合成有关的结构基因、1 个转录因子和3 个抗性相关 基因的表达谱，总体上这些基因的表达水平与RNA-Seq 的结果基本一致。 关键词：乌饭树果实；转录组测序；类黄酮生物合成；实时荧光定量PCR I 目录 摘要 I Abstract II 第一章 前言 1 1 文献综述 1 1.1 乌饭树概述 1 1.2 类黄酮的研究现状3 1.3 转录组学在植物研究中的应用6 2 本研究的目的和研究内容7 第二章 乌饭树不同成熟度果实转录组比较分析8 1 材料与方法8 1.1 实验材料8 1.2 实验方法8 1.3 生物信息学分析9 2 结果与分析 10 2.1RNA 质量检测 10 2.2 序列组装 12 2.3 Unigene 注释 13 2.4 差异表达基因分析 16 2.5 类黄酮生物合成差异表达基因分析24 2.6 乌饭树不同成熟度果实激素差异表达基因32 3 讨论35 3.1 乌饭树转录组测序35 3.2 类黄酮生物合成及转录调控36 3.2 植物激