黄秋葵花和果荚转录组测序及类黄酮代谢差异表达分析

采用Illumina Hi seq 2500转录组高通量测序，构建黄秋葵花和果荚转录组文库，并利用测序评估、差异基因功能注释等生物信息学方法进行分析。研究结果表明：(1)分别获得黄秋葵花和果荚有效数据7.12 Gb和8.14 Gb，碱基百分比(Q30)均达到91.0%以上。(2)获得差异表达基因(DEGs)1 336个，其中上调基因319个，下调基因1 017个。(3)获得功能注释的基因有1 131个，GO将455注释基因归成41个功能小类，主要涉及代谢过程、催化活性、单一生物过程和细胞过程等过程；KOG注释了472个DEGs，涉及23个功能分类，其中与次生代谢直接相关过程O和Q类别获得111个注释结果；KEGG将372个DEGs注释到80条代谢通路中，获得F3H、F3′5′H、DFR、ANR、ANS、GT、LAR共10个关键差异基因，其中F3H、DFR在黄秋葵花中表现上调效应，F3′5′H、ANR、LAR在黄秋葵果荚中表现显著上调效应，ANS、GT则分别在花和果荚中均有上调或下调效应。(4)实时定量PCR分析显示，其中7个差异表达基因得到的相对表达量与转录组表达谱分析趋势完全一致。(5)类黄酮代谢途径分析表明，黄秋葵花通过F3H、DFR、ANS、GT途径将NAR催化为生成花青素苷；果荚则将NAR通过F3′5′H将催化为DHM，后在FLS催化下生成黄酮醇类物质等；部分NAR在F3H、 DFR催化下，生成无色飞燕草素苷元，再分别在ANS、LAR作用下，进入花青素苷元和原花青素合成途径。该研究结果丰富了黄秋葵转录组信息，为黄秋葵类黄酮物质纯化和功能利用提供参考依据。