摘要
姜荷花(Curcuma alismatifolia)是国内新兴的一种热带球根花卉,然而已知的关于该物种的遗传和基因信息非常有限,尤其是苞片颜色基因方面的研究处于空白,这阻碍了姜荷花花色方面的分子育种.为获得姜荷花类胡萝卜素生物合成途径关键基因,本研究基于PacBio平台的第3代测序技术对姜荷花'清迈粉'进行全长转录组测序,经重测序分离以及实时定量PCR(real-time quantitative PCR,qPCR)法验证了类胡萝卜素生物合成途径的关键基因.实验总计获得了插入片段数(number of reads of insert)494242条及高质量全长转录本序列(HQFL polished consensus)64471条.利用公共数据库:非冗余蛋白数据库(non-redundant protein database,Nr)、蛋白质真核同源数据库(eukaryotic orthologous groups,KOG)、蛋白质序列数据库(Swissprot protein database,SwissProt)、蛋白相邻类的聚簇(cluster of orthologous groups,COG)、基因本体论(gene ontology,GO)和KEGG等对获得的序列进行了功能注释和分类.根据注释结果经重测序获得了11条类胡萝卜素合成途径关键基因全长cDNA序列,分别为β-胡萝卜素羟化酶1(beta-carotene 3-hydroxylase 1,CHYB1)、ζ-胡萝卜素脱氢酶1(zeta-carotenedesaturase 1,ZDS1)、玉米黄质环氧化酶1(zeaxanthin epoxidase 1,ZEP1)、八氢番茄红素合成酶1(phytoene synthase 1,PSY1)、八氢番茄红素脱氢酶1(phytoene desaturase 1,PDS1)、番茄红素异构酶1(prolycopene isomerase 1,CRTLSO1)、番茄红素β-环化酶1(lycopene beta-cyclase 1,LCY-B1)、番茄红素ε环化酶1(lycopene epsilon cyclase 1,LCYE1)、牻牛儿基牻牛儿基焦磷酸合酶1(geranyl geranyl pyrophosphate synthase1,GPPS1)、类胡萝卜素裂解双加氧酶1(carotenoid cleavage dioxygenase 1,CCDs1)和9,10'类胡萝卜素裂解双加氧酶1(carotenoid 9,10(9',10')-cleavage dioxygenase 1).最后从中筛选出3个基因:LCY-B1、ZEP1、PSY1进行了组织表达功能验证.这些基因的获得有利于后期采用分子调控手段对姜荷花的苞片颜色进行改良育种,为培育具有新苞片颜色的姜荷花品种提供分子基础.
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