论文部分内容阅读
宁夏枸杞（Lycium barbarum L.）是我国一种重要的经济作物,其果实中含有枸杞多糖、黄酮、类胡萝卜素等多种活性物质,具有独特的营养及药用价值。当前,气候变化已成为影响作物生产及粮食安全的重要因素,前期研究发现,在CO2浓度升高处理下宁夏枸杞果实中糖、类胡萝卜素含量显著下降,黄酮含量升高,CO2影响了果实糖代谢及其品质,但其潜在的分子调控机理仍不清楚,因此,为进一步探究在CO2浓度升高处理下枸杞果实糖代谢调控机理,通过转录组测序研究枸杞果实转录特征,进一步筛选调控糖代谢差异基因,并对筛选的3个基因进行克隆及表达分析。总结如下:1.对CO2浓度升高(Elevated,720μmol?mol-1)和对照(Ambient,400μmol?mol-1)处理下的宁夏枸杞果实转录组测序分析,获得44.45Gb Clean Data,组装得到26,498,396条contig,196,844条transcripts和81,100条unigenes,平均长度分别为42.76 bp,1232.76 bp和894.60 bp,N50长度分别为45 bp,1840 bp及1266 bp。通过核酸及蛋白功能注释,有34858（43%）个Unigene注释到NR蛋白数据库;21908（27%）个Unigene注释到Swiss-Port数据库;21489（26.5%）个Unigene注释到Pfam数据库;18727（23.1%）个Unigene注释到KOG数据库;有16710（20.6%）个Unigene注释到GO数据库的55个功能组中;有7090（8.7%）个Unigene注释到KEGG数据库中。2.经差异表达基因分析筛选到73个显著表达的差异基因,其中55个上调,18个下调;进一步对差异表达基因进行GO和KEGG显著富集分析,34个差异基因富集到GO数据库的功能组中,8个基因参与到KEGG的12个Pathways中,通过比较分析CO2浓度升高组(Elevated,720μmol?mol-1)和对照组(Ambient,400μmol?mol-1)涉及的所有糖代谢通路,筛选到基因LBGAE、LBGALA和LBMS在CO2浓度升高(Elevated,720μmol?mol-1)处理下的4个糖代谢通路中显著上调,初步筛选到这三个基因为在CO2浓度升高处理下调控枸杞果实糖代谢的关键基因。3.利用RACE技术克隆枸杞LBGAE（UDP-glucuronate 4-epimerase）、galactosidase)和基因c DAN序列,获得长度分别为1837 bp、1233 bp和2449 bp,分别编码411、410和571个氨基酸;其中基因LBGALA含有一个信号肽位点。多重序列比对及进化树构建分析表明三个基因与茄科家族的辣椒（Capsicum annuum）、马铃薯（Solanum tuberosum）、番茄（Solanum lycopersicum）及烟草（Nicotiana tabacum）同源性较高。qRT-PCR定量分析表明,三个基因均在CO2浓度升高处理120天的果实中显著表达,通过分析三个基因参与的代谢通路发现,这些基因主要参与调控半乳糖、蔗糖、葡萄糖、果糖及中间产物丙酮酸等的转化合成。初步表明基因LBGAE、LBGALA和LBMS为响应CO2浓度升高调控糖代谢的关键基因。