Совместный анализ генома и метаболома выявляет ключевые гены, ответственные за синтез фенилпропаноидов в растении лотоса

HE Jiawei ,  

ZHANG Jingyu ,  

ZENG Juan ,  

ZHU Jiayuan ,  

ZHOU Simin ,  

QU Meiling ,  

ZHOU Ribao ,  

LIU Xiangdan ,  

摘要

Целью настоящего исследования является использование совместного анализа генома и метаболома для выявления ключевых генов, ответственных за синтез фенилпропаноидов в растении лотоса, чтобы обеспечить основу для изучения механизма регуляции синтеза фенилпропаноидов в растении лотоса типа Xianglei. В качестве экспериментального материала были использованы стебли и листья растения лотоса типа Xianglei и 3 разные стадии цветения для совместного анализа генома и метаболома. Для совместного анализа генома и метаболому использовалась база данных KEGG и анализ взвешенной сетевой корреляции для выявления ключевых генов, ответственных за синтез фенилпропаноидов в растении лотоса. Результаты показали, что было выявлено 77 различных фенилпропаноидов и 315 различных генов. После совместного анализа генома и метаболома было выявлено 9 ключевых различных метаболитов и 4 ключевых гена, связанных с ними. Кроме того, в цветках наблюдалось увеличение содержания куковой кислоты и гидроксикарбаса, а также протокатехинов в цветках. Содержание зеленой протокатехиновой кислоты - основного активного компонента - резко снизилось в строжайший этап цветения. Кроме того, содержание кофейной кислоты, кумарной кислоты, 5-основания кальфуфина и ванилина и сахарозы было выше. Четыре ключевых гена, которые относят к семье ферментов кумарата-кафеинилкоензим А (4CL) и ферментная семья винилацетилтранных кислот (HCT) и семья фенилаланиномидисыного циманаза (PAL). Исследование продолжает существовать: из четырех ключевых генов, выявленных в растении лотоса, соответствуют гены TRINITY_DN42767_c0_g6 и TRINITY_DN43525_c4_g1, связанные с синтезом 5-гидроксикальфуфина и протокатхина, TRINITY_DN47958_c3_g4, связанный с синтезом 3-кумаратилкокоффеина и кумариновых ацетилтранных кислот и TRINITY_DN52595_c1_g2 связан с синтезом кофейной кислоты.

关键词

растение лотоса; фенилпропаноиды; совместный анализ генома; совместный анализ метаболома; ключевые гены

阅读全文