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基于WGCNA发掘烟草叶片色素代谢途径调控关键转录因子

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[背景和目的]叶色是影响烟草光合作用及产量的重要性状,为解析烟草不同叶色形成的机制.[方法]以白化突变体(Al)、浅绿突变体(SG)、深绿突变体(DG)和野生型烟草"中烟100"(WT)为材料,进行色素含量测定和转录组研究,并对不同样本间的基因进行加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA).[结果]Al和SG两种突变体叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量显著低于WT,而深绿突变体叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量高于WT.通过WGCNA分析得到了2个与烟草色素含量密切相关的基因共表达模块(darkred模块与色素含量显著正相关,darkolivegreen2模块与色素含量显著负相关).GO和KEGG富集分析表明,特异性模块可以富集到有生物学意义的富集结果,如光合作用-天线蛋白、核糖体、植物激素信号转导和植物MAPK信号途径等代谢通路.通过计算基因的模块关系值MM,分析挖掘到darkolivegreen2模块中可能与色素含量相关的ERF118转录因子,darkred模块中可能与色素含量相关的ARF1、DIVARICATA、TGA1、WRKY21、AP2和MYC2等转录因子.[结论]转录因子通过调控叶绿体发育和叶绿素代谢影响烟叶色素含量,以上结果为研究烟草叶绿素代谢通路转录调控机制提供了理论基础,为进一步研究不同叶色形成机制提供了线索.
Identification of regulatory genes related to pigment synthesis and metabolism by weighted gene correlation network analysis in tobacco leaves

tobaccoleaf mutantweighted gene co-expression networktranscription factor

冯雨晴、李玉静、赵园园、史宏志

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河南农业大学烟草学院 烟草农业减害研究中心 烟草行业烟草栽培重点实验室,郑州 450002

烟草 叶色突变体 加权基因共表达网络 转录因子

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TP2019-C42021450000340021

2023

10.16472/j.chinatobacco.2022.T0194

中国烟草学报
中国烟草学会

中国烟草学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.182
ISSN：1004-5708
年,卷(期)：2023.29(4)
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