比较转录组分析揭示了小叶孤挺花雄蕊花瓣化的候选基因及调控通路

《BMC Plant Biology》：Comparative transcriptome analysis reveals candidate genes and regulatory pathways underlying stamen petaloidy in Clivia miniata

　　

摘要

雄蕊花瓣化是 Clivia miniata 重瓣形成的基础，但其分子机制仍知之甚少。我们对单瓣、半重瓣和重瓣 C. miniata 的花蕾和花被进行了比较转录组测序，组装了 127,524 个唯一基因，并分别在花蕾和花被比较中鉴定了 44,140 个和 40,278 个差异表达基因（DEGs）。差异表达基因主要富集在代谢过程和植物激素信号转导中，包括涉及生长素、赤霉素、茉莉酸和其他途径的 209 个激素相关转录本。MYB、WRKY、NAC、bHLH 和 bZIP 转录因子，以及 MIKC 型 MADS-box 基因，尤其是 B 类花器官身份基因 CmPI_1，在不同花型表型间显示出显著的表达变化。加权基因共表达网络分析（WGCNA）鉴定了一个与雄蕊花瓣化紧密相关的蓝色模块，其中包含枢纽转录因子、茉莉酸信号基因 CmJAR1L 和 CmPI_1。qRT-PCR 验证了 13 个核心候选基因，其表达水平随花瓣化严重程度而变化，其中 CmPI_1 在重瓣花蕾中显著上调。总之，这些结果指向了一个连接植物激素信号转导、转录因子和花器官身份基因的调控网络，为解析重瓣形成和引导 C. miniata 的分子育种提供了候选基因。