闽双色6号籽粒发育中叶酸合成代谢基因挖掘与分析
詹鹏麟 张扬 林建新 许静 庄炜 卢和顶 陈山虎 廖长见*
(福建省农业科学院作物研究所, 玉米研究中心, 福州 350013)
摘要 :
叶酸是人体必需的维生素之一, 甜玉米作为一种兼具果、蔬、粮3种特性的作物, 其 籽粒中叶酸含量变化及基因调控研究尚不清晰。以超甜玉米闽双色6号籽粒作为研究材料, 测定籽 粒发育不同阶段的叶酸含量及基因表达, 进行Mfuzz基因时间聚类分析、基因集GO和KEGG富集 分析, 挖掘潜在的叶酸合成基因及分子调控通路。结果显示, 甜玉米中叶酸含量随籽粒发育期的 增长而逐渐下降, 授粉后10天至20天叶酸含量在50 μg/100 g以上, 20天后呈现迅速下降的特点。基 因时间序列表达模式分析获得6个类型基因集, 其中Cluster 3基因集表达趋势与叶酸含量变化相似; GO和KEGG富集分析也发现叶酸生物合成和代谢通路被Cluster 3基因集富集。19个参与甜玉米 籽粒叶酸生物合成的基因被挖掘, 其中7个基因涉及以鸟苷三磷酸(guanosine triphosphate, GTP)为 底物进行新化合物加工的生化反应通路; 此外, 发现Zm00001d031995(DHNA)、Zm00001d018733、 Zm00001d023817(DHFS)和Zm00001d026549表达模式与叶酸含量变化趋势一致, Zm00001d039264 和Zm00001d016866表达与叶酸含量变化趋势相反, 这表明了这6个基因可能在叶酸分子调控中起 着关键作用, 该研究结果为未来高叶酸玉米育种提供潜在的基因资源。
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