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《基于转录组测序的长心卡帕藻光合作用和乔利橘色藻类胡萝卜素合成关键基因分析》一、引言随着现代生物技术的快速发展，转录组测序技术为海洋微藻的基因表达和功能研究提供了强大的工具。
长心卡帕藻和乔利橘色藻作为海洋微藻中的两种重要生物，分别在光合作用和类胡萝卜素合成方面具有独特的生物学特性。
本文旨在通过转录组测序技术，对这两种微藻的关键基因进行深入分析，以揭示其光合作用和类胡萝卜素合成的分子机制。
二、材料与方法2.1 实验材料本实验所使用的长心卡帕藻和乔利橘色藻均采自我国某海域。
样品采集后，经过清洗、离心、冷冻等处理，以备后续实验使用。
2.2 转录组测序对长心卡帕藻和乔利橘色藻进行转录组测序，包括文库构建、上机测序等步骤。
通过高通量测序技术，获取两种微藻的转录组数据。
2.3 数据分析对转录组数据进行质量控制、基因表达量分析、差异表达基因筛选等步骤。
通过生物信息学分析，找出与光合作用和类胡萝卜素合成相关的关键基因。
三、结果与分析3.1 光合作用相关基因分析通过对长心卡帕藻的转录组数据进行分析，我们发现了一系列与光合作用相关的关键基因。
这些基因编码了光合作用过程中的关键酶和蛋白，如光系统I和光系统II的组成成分、卡尔文循环中的酶等。
这些基因的表达水平在光合作用过程中发生了显著变化，表明它们在光合作用中发挥了重要作用。
进一步比较长心卡帕藻与其它微藻的光合作用相关基因，我们发现长心卡帕藻在光能吸收、传递和转换等方面具有独特的机制。
这可能是其在恶劣环境下生存的优势之一。
3.2 类胡萝卜素合成相关基因分析乔利橘色藻的转录组数据中，我们鉴定出了一系列与类胡萝卜素合成相关的关键基因。
这些基因编码了类胡萝卜素合成途径中的关键酶，如β-胡萝卜素合成酶、类胡萝卜素环化酶等。
这些基因的表达水平在类胡萝卜素合成过程中发生了显著变化，表明它们在类胡萝卜素合成中发挥了重要作用。
通过对比不同微藻的类胡萝卜素合成相关基因，我们发现乔利橘色藻在类胡萝卜素的合成和积累方面具有独特的机制。
㊀山东农业科学㊀２０２３ꎬ５５(２):９~１９ＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ㊀ＤＯＩ:１０.１４０８３/ｊ.ｉｓｓｎ.１００１－４９４２.２０２３.０２.００２收稿日期:２０２２－０４－０８基金项目:山东省农业良种工程项目(２０２０ＬＺＧＣ００５)ꎻ青岛市科技惠民示范引导专项科技特派员行动计划项目(２１－１－４－ｎｙ－２５－ｎｓｈ)ꎻ山东省现代农业产业技术体系项目(ＳＤＡＩＴ－０５)ꎻ山东省重点研发计划(农业良种工程)项目(２０２１ＬＺＧＣ０１８)作者简介:苏璐璐(１９９５ )ꎬ女ꎬ山东青岛人ꎬ硕士ꎬ研究方向为蔬菜遗传育种与分子生物学ꎮＥ－ｍａｉｌ:１３４３１４９７８４＠ｑｑ.ｃｏｍ通信作者:王富(１９６６ )ꎬ男ꎬ博士ꎬ教授ꎬ主要研究方向为蔬菜遗传育种与分子生物学ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｗａｎｇｆｕａｂｃｄ＠１６３.ｃｏｍ基于转录组学和代谢组学解析番茄果实品质形成过程苏璐璐ꎬ朱文莹ꎬ陈旭ꎬ王辉ꎬ曹依林ꎬ王富(青岛农业大学园艺学院ꎬ山东青岛㊀２６６１０９)㊀㊀摘要:本试验以 Ｍｉｃｒｏ－Ｔｏｍ 番茄为试材ꎬ对其绿熟期(ＧＲ)㊁转色期(ＢＲ)及红熟期(ＲＲ)果实进行转录组学及代谢组学分析ꎮ转录组学分析结果表明ꎬＧＲ至ＲＲ过程中果实内与可溶性糖相关的磷酸葡萄糖变位酶基因(ＰＧＭ)㊁糖原磷酸化酶基因(ＧＰＨ)等下调ꎬ１ꎬ４－α－葡聚糖分支酶基因(ＳＢＥ)㊁蔗糖合酶基因(ＳｕＳｙ１)等上调ꎻ参与抗坏血酸合成途径的ＧＤＰ－Ｌ－半乳糖磷酸化酶基因(ＧＧＰ)㊁单脱氢抗坏血酸还原酶基因(ＭＤＨＡＲ)一直呈现上调趋势ꎻ而参与叶绿素降解㊁类胡萝卜素合成的多数基因以及与细胞壁代谢相关的众多基因则呈现先上调后下调的趋势ꎻ番茄碱生物合成途径ＧＡＭＥ家族基因呈先下调后上调的表达模式ꎮ代谢组学数据表明ꎬ与品质形成有关的Ｄ－果糖㊁古洛糖酸㊁异柠檬酸㊁Ｌ－谷氨酸和Ｌ－天门冬氨酸等在番茄成熟过程中含量呈现持续增加的趋势ꎬＬ－苹果酸呈下降趋势ꎬＬ－精氨酸㊁Ｌ－色氨酸㊁Ｌ－蛋氨酸在ＢＲ至ＲＲ过程中增加明显ꎻ槲皮素－３－Ｏ－葡萄糖苷㊁柚皮素在转色期明显增加ꎮ综合可见ꎬ Ｍｉｃｒｏ－Ｔｏｍ 番茄果实成熟过程中ꎬ可溶性糖㊁有机酸㊁氨基酸㊁黄酮类化合物等代谢物积累及关键基因表达均发生了规律性变化ꎬ可初步解析番茄果实品质形成过程ꎮ关键词:番茄ꎻ转录组学ꎻ代谢组学ꎻ果实品质中图分类号:Ｓ６４１.２０１:Ｑ７８㊀㊀文献标识号:Ａ㊀㊀文章编号:１００１－４９４２(２０２３)０２－０００９－１１ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＴｏｍａｔｏＦｒｕｉｔＱｕａｌｉｔｙＦｏｒｍｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＴｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｉｃｓａｎｄＭｅｔａｂｏｌｏｍｉｃｓＳｕＬｕｌｕꎬＺｈｕＷｅｎｙｉｎｇꎬＣｈｅｎＸｕꎬＷａｎｇＨｕｉꎬＣａｏＹｉｌｉｎꎬＷａｎｇＦｕ(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅꎬＱｉｎｇｄａｏＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＱｉｎｇｄａｏ２６６１０９ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ㊀Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｉｃａｎｄｍｅｔａｂｏｌｏｍｉｃａｎａｌｙｓｅｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎｔｈｅ Ｍｉｃｒｏ￣Ｔｏｍ ｆｒｕｉｔｓａｔｇｒｅｅｎｒｉｐｅｎｉｎｇ(ＧＲ)ꎬｂｒｅａｋｒｉｐｅｎｉｎｇ(ＢＲ)ａｎｄｒｅｄｒｉｐｅｎｉｎｇ(ＲＲ)ｓｔａｇｅｓ.ＴｈｅｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｆｒｏｍＧＲｔｏＲＲꎬｔｈｅｐｈｏｓｐｈｏｇｌｕｃｏｍｕｔａｓｅ(ＰＧＭ)ａｎｄｇｌｙｃｏｇｅｎｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｓｅ(ＧＰＨ)ｇｅｎｅｓｗｅｒｅｄｏｗｎ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄꎬａｎｄｔｈｅ１ꎬ４￣α￣ｇｌｕｃａｎｂｒａｎｃｈｉｎｇｅｎｚｙｍｅ(ＳＢＥ)ａｎｄｓｕｃｒｏｓｅｓｙｎｔｈａｓｅ(ＳｕＳｙ１)ｇｅｎｅｓｗｅｒｅｕｐ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄꎬｗｈｉｃｈｗｅｒｅａｌｌｒｅｌａｔｅｄｔｏｓｏｌｕｂｌｅｓｕｇａｒｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ.ＴｈｅＧＤＰ￣Ｌ￣ｇａｌａｃｔｏｓｅｐｈｏｓｐｈｏｒｙｌａｓｅｇｅｎｅ(ＧＧＰ)ａｎｄｍｏｎｏｄｅｈｙｄｒｏａｓｃｏｒｂａｔｅｒｅｄｕｃｔａｓｅｇｅｎｅ(ＭＤＨＡＲ)ｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎａｓｃｏｒｂｉｃａｃｉｄｓｙｎｔｈｅｓｉｓｐａｔｈｗａｙｗｅｒｅｕｐ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ.Ｍａｎｙｇｅｎｅｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎꎬｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｅｌｌｗａｌｌｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｗｅｒｅｕｐ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｄｏｗｎ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ.ＴｈｅＧＡＭＥｆａｍｉｌｙｇｅｎｅｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｏｍａ￣ｔｏａｌｋａｌｏｉｄｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓｐａｔｈｗａｙｗｅｒｅｆｉｒｓｔｄｏｗｎ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄａｎｄｔｈｅｎｕｐ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ.Ｔｈｅｍｅｔａｂｏｎｏｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓｒｅ￣ｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆＤ￣ｆｒｕｃｔｏｓｅꎬｇｕｌｏｎｉｃａｃｉｄꎬｉｓｏｃｉｔｒｉｃａｃｉｄꎬＬ￣ｇｌｕｔａｍａｔｅａｎｄＬ￣ａｓｐａｒｔｉｃａｃｉｄｒｅ￣ｌａｔｅｄｔｏｑｕａｌｉｔｙｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙｄｕｒｉｎｇｔｏｍａｔｏｒｉｐｅｎｉｎｇꎬｂｕｔｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＬ￣ｍａｌｉｃａｃｉｄｄｅ￣ｃｒｅａｓｅｄꎻｔｈｅＬ￣ａｒｇｉｎｉｎｅꎬＬ￣ｔｒｙｐｔｏｐｈａｎａｎｄＬ￣ｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｆｒｏｍＢＲｔｏＲＲꎬａｎｄｔｈｅｃｏｎ￣ｔｅｎｔｓｏｆｑｕｅｒｃｅｔｉｎ￣３￣Ｏ￣ｇｌｕｃｏｓｉｄｅａｎｄｎａｒｉｎｇｉｎｉｎｃｒｅａｓｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｆｒｏｍＧＲｔｏＢＲ.Ｉｎｇｅｎｅｒａｌꎬｄｕｒｉｎｇｔｈｅｆｒｕｉｔｒｉｐｅｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆ Ｍｉｃｒｏ￣Ｔｏｍ ꎬｔｈｅｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓｓｕｃｈａｓｓｏｌｕｂｌｅｓｕｇａｒꎬｏｒｇａｎｉｃａｃｉｄｓꎬａｍｉｎｏａｃｉｄｓａｎｄｆｌａｖｏｎｏｉｄｓａｎｄｔｈｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｋｅｙｇｅｎｅｓｃｈａｎｇｅｄｒｅｇｕｌａｒｌｙꎬｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｉｌｙｐａｒｓｅｔｈｅｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｏｍａｔｏｆｒｕｉｔｑｕａｌｉｔｙ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀ＴｏｍａｔｏꎻＴｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｉｃｓꎻＭｅｔａｂｏｌｏｍｉｃｓꎻＦｒｕｉｔｑｕａｌｉｔｙ㊀㊀番茄是一种重要的蔬菜作物ꎬ２０１８年我国番茄栽培面积１１０.９万公顷ꎬ其中设施番茄面积６４.２万公顷[１]ꎮ随着人们生活水平的提高ꎬ番茄果实品质尤其是口感和风味品质受到更多关注ꎬ关于果实成熟过程中的品质形成机理已有较多报道[２]ꎬ利用多组学手段分析番茄果实品质的相关研究成为近年来的研究热点ꎮＬｕ等研究发现ꎬ番茄果实成熟受ＭＡＤＳ－ｔｙｐｅ转录反馈回路的调控[３]ꎮ大规模番茄果实ＣｈＩＰ－ｃｈｉｐ和转录组数据的分析证实ꎬＲＩＮ通过直接结合和激活与成熟相关的关键结构和调控基因ＡＣＳ２/４㊁ＳＧＲ１㊁ＰＳＹ㊁Ｃｅｌ２㊁ＥＸＰ１㊁ＰＡＬ１㊁Ｃ４Ｈ㊁ＬｏｘＣ㊁ＡＡＴ１㊁ＣＮＲ㊁ＮＯＲ㊁ＡＰ２ａ及其自身ꎬ在番茄果实成熟过程中发挥着重要作用[４－６]ꎮ黄丽华等检测了樱桃番茄以及５份野生番茄的代谢物ꎬ并对其叶片和果实中有机酸㊁氨基酸及糖类含量进行了分析ꎬ结果显示樱桃番茄中含有丰富的营养成分ꎬ且除水分以外ꎬ各种营养成分均比大宗番茄高[７]ꎮＦｒａｓｅｒ等研究表明ꎬ番茄果实中番茄红素脱氢酶基因的表达与β－胡萝卜素㊁叶黄素等的含量密切相关[８]ꎮＭｏｃｏ等比较了番茄果肉和果皮间代谢物的差异ꎬ并建立了包含上百种代谢物的番茄代谢组数据库[９]ꎮＴｉｅ￣ｍａｎ等研究显示ꎬ番茄成熟果实中２８种代谢物与其品质风味和口感显著相关ꎬ其中３－甲基丁醇可显著提高果实的甜感[１０]ꎮ上述研究多以成熟番茄果实为主ꎬ但对番茄果实品质形成过程的研究目前鲜有报道ꎬ且番茄果实成熟过程中物质代谢及基因表达的变化是高度复杂的ꎬ要明确番茄果实品质形成的机理仍需要大量研究ꎮ本研究以 Ｍｉｃｒｏ－Ｔｏｍ 番茄为试材ꎬ对绿熟期㊁转色期及红熟期的果实进行转录组学和代谢组学分析ꎬ以明确番茄果实成熟过程中品质形成的代谢物基础和转录水平的变化ꎬ探索番茄果实品质形成过程ꎬ为番茄优质栽培和育种提供理论依据ꎮ１㊀材料与方法１.１㊀试验材料供试番茄品种为 Ｍｉｃｒｏ－Ｔｏｍ ꎬ由青岛农业大学番茄育种课题组提供ꎮ于２０２１年３ ７月开展试验ꎮ将番茄种子洗净后播种于７２孔穴盘中ꎬ置于青岛农业大学人工气候室ꎬ待幼苗长至三叶一心时移栽至直径１２ｃｍ的花盆继续培养ꎬ培养条件为光周期１２ｈ光/１２ｈ暗ꎬ光照强度８０００ｌｘꎬ温度２５ħ/１８ħꎬ空气湿度７５％ꎻ分别在果实绿熟期㊁转色期和红熟期取样ꎬ将果实切碎ꎬ液氮冷冻ꎬ放于－８０ħ冰箱保存ꎬ待用ꎮ绿熟期㊁转色期和红熟期样品分别标记为ＧＲ㊁ＢＲ和ＲＲꎮ１.２㊀试验方法１.２.１㊀番茄果实转录组学测定及分析㊀取绿熟期㊁转色期㊁红熟期番茄果实混样进行转录组测序ꎬ每组处理设置３次生物学重复ꎬ提取ＲＮＡ后进行纯化㊁建库ꎬ然后使用第二代高通量测序技术(ＮＧＳ)ꎬ基于Ｉｌｌｕｍｉｎａ测序平台进行文库的双末端(ＰＥ)测序ꎬ该部分工作由上海派森诺生物科技有限公司进行ꎮ将测序得到的数据进行基因的差异表达㊁ＧＯ富集及ＫＥＧＧ富集分析ꎮ１.２.２㊀转录组数据的ｑＲＴ－ＰＣＲ验证㊀采用Ｓｏ￣０１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５５卷㊀ｌａｒｂｉｏ试剂盒ꎬ提取不同时期的番茄果肉总ＲＮＡꎬ使用反转录试剂盒ＴａＫａＲａ(北京宝日医生物技术有限公司)将总ＲＮＡ反转录合成ｃＤＮＡꎬ以ｃＤＮＡ为模板㊁Ａｃｔｉｎ为内参进行ｑＲＴ－ＰＣＲꎮ利用在线引物设计软件(ｈｔｔｐｓ://ｑｕａｎｔｐｒｉｍｅ.ｍｐｉｍｐ￣ｇｏｌｍ.ｍｐｇ.ｄｅ/)对所筛选的差异基因设计定量引物(表１)ꎬ通过溶解曲线分析确认其特异性ꎮｑＲＴ－ＰＣＲ采用ＴａＫａＲａ试剂盒(北京宝日医生物技术有限公司)ꎬ在罗氏定量ＰＣＲ仪上完成ꎬ程序设置为:９５ħ１０ｍｉｎꎬ９５ħ１５ｓꎬ６０ħ６０ｓꎬ４０个循环ꎮ所有试验均设置３个生物学重复ꎬ相对表达水平的计算方法为２－әәＣｔ法ꎮ１.２.３㊀番茄果实代谢组学测定及分析㊀取绿熟期㊁转色期和红熟期果实各６次重复共１８个样本进行代谢组分析ꎮ该部分工作由上海派森诺生物科技有限公司进行ꎬ实验方法参照ＤｅＶｏｓ和Ｓａｎ￣ｇｓｔｅｒ[１１ꎬ１２]等的方法ꎮ将得到的数据进行代谢产物的差异分析及ＫＥＧＧ富集分析ꎮ㊀㊀表１㊀ｑＲＴ－ＰＣＲ引物序列序号基因正向引物(５ᶄ－３ᶄ)反向引物(５ᶄ－３ᶄ)１Ｓｏｌｙｃ０６ｇ０３５９４０.３ＡＡＡＴＴＣＣＡＴＴＧＧＧＣＡＡＧＡＧＣＣＡＣＧＧＡＴＧＣＧＡＣＡＧＧＴＴＣＴＣ２Ｓｏｌｙｃ１０ｇ０８５５４０.１ＣＣＡＣＴＡＴＣＴＧＧＴＣＣＴＴＴＡＴＴＴＣＣＴＡＴＴＧＴＣＧＴＴＣＣＡＴＴＣＧＧＧＴＴＡ３Ｓｏｌｙｃ０９ｇ００８５６０.４ＣＣＴＴＣＣＴＣＣＡＡＣＡＴＣＣＡＣＣＡＴＣＴＣＣＴＡＴＧＣＣＴＧＴＧＡＡＡＡＣＴＡＴ４Ｓｏｌｙｃ０４ｇ０１２１４０.１ＧＣＡＡＧＧＡＡＧＴＣＡＡＧＧＣＣＡＣＴＧＣＣＣＴＡＧＣＣＡＴＴＣＣＧＡＧＴＡＴ５Ｓｏｌｙｃ１２ｇ０５５７３０.３ＴＣＡＣＣＡＡＣＣＴＴＣＣＡＴＧＣＡＡＴＡＴＧＧＡＡＴＧＧＡＧＴＧＧＣＴＡＣＴＴＣＣＴＡＧ６Ｓｏｌｙｃ１１ｇ０６９７００.２ＴＧＧＡＡＧＡＣＧＣＡＡＧＧＧＴＴＴＧＴＣＣＣＡＴＴＴＧＴＧＣＣＧＡＴＴＴＣＴＧ７Ｓｏｌｙｃ１２ｇ００６７９０.３ＴＧＡＡＣＴＣＧＡＴＧＣＡＡＴＴＣＧＴＡＡＴＣＣＣＡＣＴＣＣＴＧＴＣＡＧＴＧＴＧＡＴＴＴ８Ｓｏｌｙｃ０２ｇ０８０６７０.３ＡＧＴＧＣＴＡＡＣＣＡＣＴＡＣＴＧＣＣＧＴＴＴＣＣＡＣＴＴＧＣＡＧＴＧＡＧＡＴＴＣＣＡＡＣ９Ｓｏｌｙｃ０６ｇ０６９１１０.４ＡＣＡＣＴＡＣＴＣＴＧＧＣＴＣＴＴＣＡＡＡＴＴＧＡＴＧＧＧＣＡＡＴＣＡＧＡＧＡＣＴＴＴＡ１０Ｓｏｌｙｃ０６ｇ０７３０８０.４ＧＡＴＴＴＧＣＡＡＧＴＧＧＣＴＧＧＣＣＴＴＣＡＣＴＣＡＡＣＧＣＣＴＣＣＡＡＴＴＧＡＴＣＡＣ１１Ｓｏｌｙｃ１０ｇ００７６９０.３ＡＣＴＣＣＡＣＣＡＧＴＣＡＡＧＣＡＡＧＧＡＡＡＡＣＣＡＡＡＧＴＣＡＣＣＧＧＧＡＡＧＡＣ１２Ｓｏｌｙｃ０７ｇ０４２４４０.３ＧＣＣＴＧＴＧＧＴＧＧＴＴＴＡＴＴＴＣＴＡＣＣＴＧＡＡＧＧＣＡＣＡＴＧＣＣＴＧＴＴＴＧＧ１３ＡｃｔｉｎＣＡＡＡＣＧＡＧＡＡＴＴＧＣＣＴＴＧＧＴＣＴＴＡＡＣＡＴＣＣＧＣＡＣＣＡＡＣＣＴ２㊀结果与分析２.１㊀不同时期番茄果实转录组学分析２.１.１㊀差异表达基因分析㊀３个时期两两之间共检测出１８６０１个差异表达基因(ＤＥＧｓ)ꎬ其中ＧＲ与ＢＲ间(ＧＲｖｓＢＲ)存在６５３７个ＤＥＧｓꎬ其中２０５７个上调ꎬ４４８０个下调ꎻＢＲ与ＲＲ间(ＢＲｖｓＲＲ)出现４５８７个ＤＥＧｓꎬ其中２０４２个上调ꎬ２５４５个下调ꎻＧＲ与ＲＲ间(ＧＲｖｓＲＲ)检测到７４７７个ＤＥＧｓꎬ其中２２４７个上调ꎬ５２３０个下调ꎮ而且ＧＲｖｓＢＲ与ＢＲｖｓＲＲ之间有２２６９个相同的ＤＥＧｓꎬＧＲｖｓＢＲ与ＧＲｖｓＲＲ之间有４５３７个相同的ＤＥＧｓꎬＢＲｖｓＲＲ与ＧＲｖｓＲＲ之间有２８７０个相同的ＤＥＧｓꎬ而ＧＲｖｓＢＲ㊁ＢＲｖｓＲＲ与ＧＲｖｓＲＲ三者之间共有１２４０个相同的ＤＥＧｓ(图１Ａ)ꎮ２.１.２㊀差异表达基因的ＧＯ富集分析㊀ＧＲｖｓＢＲ的ＧＯ富集结果显示ꎬ在细胞组分方面ꎬＤＥＧｓ主要富集在细胞周边㊁细胞膜等条目上ꎻ在分子功能方面ꎬ主要富集在催化活性㊁单加氧酶活性等条目上ꎻ在生物过程方面ꎬ主要富集在碳水化合物代谢过程㊁单羧酸代谢过程等条目上(图１Ｂ)ꎮＢＲｖｓＲＲ的ＧＯ富集结果显示ꎬ在细胞组分方面ꎬＤＥＧｓ主要富集在光合系统㊁光合膜等条目上ꎻ在分子功能方面ꎬ主要富集在色素结合㊁叶绿素结合等条目上ꎻ生物过程方面主要富集在光合作用㊁蛋白质－发色团连接等条目上(图１Ｃ)ꎮＧＲｖｓＲＲ的ＧＯ富集结果显示ꎬ在细胞组分方面ꎬＤＥＧｓ主要富集在细胞外围㊁膜的固有成分等条目上ꎻ在分子功能方面ꎬ主要富集在色素结合㊁单加氧酶活性等条目上ꎻ在生物过程方面ꎬ主要富集在光合作用光系统Ⅰ中的光收集㊁光合作用光收集㊁次生代谢过程等条目上(图１Ｄ)ꎮ１１㊀第２期㊀㊀㊀㊀㊀苏璐璐ꎬ等:基于转录组学和代谢组学解析番茄果实品质形成过程Ａ㊁Ｂ㊁Ｃ㊁Ｄ分别为韦恩图及ＧＲｖｓＢＲ㊁ＢＲｖｓＲＲ㊁ＧＲｖｓＲＲ间的ＧＯ富集结果ꎮ柱状图中ꎬ标记ＣＣ指细胞组分ꎬＭＦ指分子功能ꎬＢＰ指生物过程ꎮ图１㊀不同成熟时期番茄果实ＤＥＧ的韦恩图及ＧＯ富集结果２.１.３㊀差异表达基因的ＫＥＧＧ富集分析㊀ＫＥＧＧ富集分析结果显示ꎬＧＲｖｓＢＲ共有１２４７个差异基因注释在１１９个通路上ꎬ富集较为显著且与番茄果实品质形成相关的通路主要有植物激素信号转导㊁淀粉和蔗糖代谢㊁半乳糖代谢㊁类黄酮生物合成等通路(图２Ａ)ꎻＢＲｖｓＲＲ共有８４８个差异基因注释在１０９个通路上ꎬ富集较为显著的有植物激素信号转导㊁淀粉和蔗糖代谢㊁丙氨酸和天冬氨酸及谷氨酸的代谢㊁光合作用㊁类黄酮生物合成㊁果糖和甘露糖代谢等通路(图２Ｂ)ꎻＧＲｖｓＲＲ共有１４４０个差异基因注释在１１７个通路上ꎬ其中１１１１个差异基因被富集在８７条代谢通路上ꎬ富集较为显著的有植物激素信号转导㊁淀粉和蔗糖代谢㊁半乳糖代谢㊁糖酵解/糖异生㊁类黄酮生物合成等通路(图２Ｃ)ꎮ番茄果实由绿熟向红熟转变的过程中ꎬ蔗糖２１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５５卷㊀和淀粉代谢通路中的蔗糖磷酸合酶基因随着果实的成熟一直呈现上调趋势ꎻ参与抗坏血酸合成途径的ＧＤＰ－Ｌ－半乳糖磷酸化酶基因(ＧＧＰ)㊁单脱氢抗坏血酸还原酶基因(ＭＤＨＡＲ)一直呈现上调趋势ꎻ苯丙烷生物合成途径中合成木质素和柚皮素的反式肉桂酸４－单加氧酶表达呈现先上调后下调的趋势ꎻ类黄酮生物合成中５－Ｏ－(４－香豆酰)－Ｄ－奎宁酸３ᶄ－单加氧酶基因㊁查尔酮合酶基因表达先上调后下调ꎻ另外在糖降解及其他代谢途径中的一些与果实品质形成相关的基因如糖原磷酸化酶基因(ＧＰＨ)㊁磷酸葡萄糖变位酶基因(ＰＧＭ)㊁异柠檬酸脱氢酶基因㊁谷胱甘肽生物合成酶基因也有不同程度的表达差异ꎮ在果实由绿熟到转色再到红熟的过程中ꎬ与叶绿素降解关键基因ＳＧＲ１㊁ＰＰＨ均呈先上调后下调的趋势ꎻ由绿熟期向转色期转变的过程中ꎬ与类胡萝卜素生物合成相关的基因ＰＳＹ１㊁ＰＳＹ２㊁ＣＲＴＩＳＯ㊁ＺＤＳ㊁ＰＤＳ㊁ＢＣＨ２㊁ＺＥＰ㊁ＮＳＹ以及与细胞壁代谢相关的基因Ｅｘｐ１㊁ＰＧ㊁ＰＬ㊁ＴＢＧ４㊁Ｃｅｌ１㊁Ｃｅｌ２㊁Ｘｙｌ１等均呈现上调的趋势ꎻ与次级代谢产物形成相关的基因ＰＡＬ㊁ＴｏｍＬｏｘＣ㊁ＰＰＥＡＴ㊁ＡＡＴ１㊁ＦＬＯＲＡＬ４㊁ＬＩＰ８等均表现为先上调后下调的趋势ꎻ多个参与花青素合成的基因如ＣＨＳ１㊁ＣＨＩ㊁Ｆ３Ｈ㊁Ｆ３ ５ Ｈ㊁ＵＧＴｓ㊁Ｆ３ＨＬ等均表现为下调ꎻ参与生物碱合成的ＧＯＲＫＹ㊁ＳＡＭＴ以及ＧＡＭＥ家族基因ＧＡＭＥ１㊁ＧＡＭＥ４㊁ＧＡＭＥ５㊁ＧＡＭＥ６㊁ＧＡＭＥ１１㊁ＧＡＭＥ１２㊁ＧＡＭＥ１７㊁ＧＡＭＥ１８均呈现先下调后上调的趋势ꎻ另外参与调控果实成熟与果实品质形成的相关转录因子在果实成熟过程中表达量也发生了较大的变化ꎬ如ＲＩＮ表现为持续上调ꎬＮＡＣ４㊁ＮＡＰ２表现为先上调后下调的趋势ꎮ３１㊀第２期㊀㊀㊀㊀㊀苏璐璐ꎬ等:基于转录组学和代谢组学解析番茄果实品质形成过程Ａ㊁Ｂ㊁Ｃ分别为ＧＲｖｓＢＲ㊁ＢＲｖｓＲＲ㊁ＧＲｖｓＲＲꎮ图２㊀不同时期番茄果实差异基因的ＫＥＧＧ富集分析４１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５５卷㊀２.１.４㊀ｑＲＴ－ＰＣＲ验证结果㊀为了验证转录组数据的准确性ꎬ我们筛选了１２个差异表达基因ꎬ利用ｑＲＴ－ＰＣＲ对其进行表达分析ꎬ结果表明ꎬ尽管转录组数据与ｑＲＴ－ＰＣＲ数据之间存在倍数上的差异ꎬ但是各个基因表达模式基本一致(图３)ꎬ这表明获得的转录组数据是可信的ꎬ可以用于后续分析ꎮ图３㊀ＲＮＡ－ｓｅｑ数据的ｑＲＴ－ＰＣＲ验证２.２㊀不同时期番茄果实代谢组分析２.２.１㊀差异代谢物分析㊀结果发现ꎬＧＲｖｓＢＲ㊁ＢＲｖｓＲＲ㊁ＧＲｖｓＲＲ共鉴定出１５４种主要差异代谢物ꎮ其中ＧＲｖｓＢＲ㊁ＢＲｖｓＲＲ㊁ＧＲｖｓＲＲ分别存在１３８㊁１０３㊁１４４种差异代谢物ꎬ上调的分别有９５㊁７６㊁１０５种ꎬ下调的分别有４３㊁２７㊁３９种ꎮ差异代谢物中与番茄果实品质形成相关的重要糖类㊁有机酸㊁氨基酸㊁类黄酮等物质在番茄果实发育过程中的含量变化如表２所示ꎮ有机酸中反式肉桂酸在番茄果实成熟过程中呈现持续下降的趋势ꎬ异柠檬酸在果实发育过程中持续增加ꎬＬ－苹果酸在果实由ＢＲ至ＲＲ发育过程中明显下降ꎮ氨基酸类化合物中的Ｌ－谷氨酸和Ｌ－天门冬氨酸在发育过程中逐渐增加ꎬＬ－精氨酸㊁Ｌ－色氨酸㊁Ｌ－蛋氨酸在ＢＲ至ＲＲ转变过程中明显增加ꎻ槲皮素－３－Ｏ－葡萄糖苷㊁柚皮素在转色期明显增加ꎻ糖类物质Ｄ－果糖㊁Ｄ－麦芽糖在番茄果实从ＧＲ到ＢＲ的过程中含量增加ꎮ２.２.２㊀差异代谢产物的ＫＥＧＧ富集分析㊀利用ＫＥＧＧ数据库和ＭｅｔＰＡ数据库对果实不同时期差异代谢物参与的代谢通路进行富集ꎮＧＲｖｓＢＲ㊁ＢＲｖｓＲＲ㊁ＧＲｖｓＲＲ的差异代谢物均富集到５０多条代谢通路ꎬ并且共同富集到的与品质形成相㊀㊀表２㊀番茄果实不同成熟时期部分与果实品质形成相关代谢物的变化化合物种类化合物中文名称ｌｏｇ２(ＦＣ＿ＧＲ/ＢＲ)ｌｏｇ２(ＦＣ＿ＢＲ/ＲＲ)ｌｏｇ２(ＦＣ＿ＧＲ/ＲＲ)有机酸ｔｒａｎｓ－Ｃｉｎｎａｍａｔｅ反式肉桂酸－２.７３８－１.０９５１－３.８３３１Ｓｕｃｃｉｎｉｃａｃｉｄ琥珀酸－２.３６１２ －２.０６５６Ｇｌｕｃｏｎｉｃａｃｉｄ葡萄糖酸－０.６３６８４１.０２１７Ｇｕｌｏｎｉｃａｃｉｄ古洛糖酸２.５１３２０.８７１８３.３８５０Ｌ－ＭａｌｉｃａｃｉｄＬ－苹果酸 －１.４３５４－１.３９６３Ｆｕｍａｒｉｃａｃｉｄ延胡索酸 －１.０４９７－１.１９８２Ｉｓｏｃｉｔｒｉｃａｃｉｄ异柠檬酸１.２１５６１.２４８７２.４６４３Ｐｙｒｕｖｉｃａｃｉｄ丙酮酸１.４１７０ １.３９６６氨基酸Ｌ－Ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ苯丙氨酸－２.３５１１ －２.５３１０Ｌ－ＳｅｒｉｎｅＬ－丝氨酸－２.３３８２ －２.０６２７Ｌ－ＶａｌｉｎｅＬ－缬氨酸－２.２５４８ －２.２２７６Ｌ－ＴｈｒｅｏｎｉｎｅＬ－苏氨酸－０.９８３２ －０.６２４４Ｌ－ＧｌｕｔａｍｉｃａｃｉｄＬ－谷氨酸１.２２８１１.５０１５２.７２９７Ｌ－ＡｒｇｉｎｉｎｅＬ－精氨酸 ０.９０８９０.７５９８Ｌ－ＴｒｙｐｔｏｐｈａｎＬ－色氨酸 １.０３４５０.９９４３Ｌ－ＭｅｔｈｉｏｎｉｎｅＬ－蛋氨酸 ０.７４４３０.６３４４ｂｅｔａ－Ａｌａｎｉｎｅβ－丙氨酸－１.０６３５０.９７７３Ｄ－ＰｒｏｌｉｎｅＤ－脯氨酸３.５７２１－１.０７７３２.４９４９Ｌ－ＡｓｐａｒｔｉｃａｃｉｄＬ－天门冬氨酸３.０２７５１.２２４３４.２５１８醇类Ｇａｌａｃｔｉｔｏｌ半乳糖醇－１.６５４３１.４９２４Ｄ－ＸｙｌｉｔｏｌＤ－木糖醇２.４４８７ ３.００２７２－Ｐｈｅｎｙｌｅｔｈａｎｏｌ２－苯乙醇０.３６４９０.７９８４１.１６３２Ｔｙｒｏｓｏｌ酪醇０.４５２１ ０.７７８２酮类Ｃｏｕｍａｒｉｎ香豆素－１.５９８１ －１.４２９７Ｐｕｌｅｇｏｎｅ胡薄荷酮０.５９６５ １.６４６０Ｑｕｅｒｃｅｔｉｎ－３－Ｏ－ｇｌｕｃｏｓｉｄｅ槲皮素－３－Ｏ－葡萄糖苷０.８４４７ ０.７８０５Ｎａｒｉｎｇｅｎｉｎ柚皮素７.４００７－１.４８９２５.９１１５Ｈｅｓｐｅｒｅｔｉｎ橙皮素９.９０８８－０.８７７５９.０３１３糖类Ｄ－ＦｒｕｃｔｏｓｅＤ－果糖１.０５３７ ０.９１０７Ｄ－ＭａｌｔｏｓｅＤ－麦芽糖２.３３６５ １.５０１９Ｍａｎｎｉｎｏｔｒｉｏｓｅ甘露三糖 １.０２８１０.７３２０Ｇｌｕｃｏｓａｍｉｎｅ氨基葡萄糖１.３９４４１.１９６５２.５９０９５１㊀第２期㊀㊀㊀㊀㊀苏璐璐ꎬ等:基于转录组学和代谢组学解析番茄果实品质形成过程关的代谢通路主要有类黄酮生物合成和柠檬酸盐循环途径(图４)ꎮＧＲｖｓＢＲ和ＧＲｖｓＲＲ所富集的与品质形成相关的代谢通路还包含有谷氨酸㊁甘氨酸㊁丝氨酸和苏氨酸的代谢ꎬ以及淀粉和蔗糖代谢等途径ꎮ另外ꎬＢＲｖｓＲＲ还富集到磷酸戊糖途径等ꎮ６１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５５卷㊀Ａ㊁Ｂ㊁Ｃ分别为ＧＲｖｓＢＲ㊁ＢＲｖｓＲＲ㊁ＧＲｖｓＲＲ的富集结果ꎮ图４㊀不同成熟时期果实差异代谢物ＫＥＧＧ富集通路分析３㊀讨论与结论如何提高番茄果实品质以及探究提高番茄果实品质的分子机理已成为热门研究课题ꎮ番茄果实中可溶性糖及有机酸的种类㊁含量㊁比例以及次生代谢物(多酚㊁挥发性有机化合物和生物碱)的种类和含量在果实成熟过程中均会发生较大的变化ꎬ这也对番茄果实口感及风味品质的形成起着决定性作用ꎮ本研究采用转录组学与代谢组学相结合的方法ꎬ通过研究不同时期番茄果实中糖类㊁有机酸㊁氨基酸㊁维生素㊁色素等物质及相关代谢通路的变化ꎬ初步探索番茄成熟后果实品质形成的原因ꎮ前人研究表明ꎬ番茄果实可溶性糖含量随果实发育和成熟会发生明显变化ꎬ且含糖量在一定程度上会影响果实的硬度和挥发性香气物质ꎬ是影响果实品质的重要因素ꎮ果糖和葡萄糖是成熟番茄果实中的主要可溶性糖[１２]ꎬ蔗糖合成酶㊁酸性转化酶和蔗糖磷酸合成酶是参与蔗糖代谢的重要酶ꎬ在果实中糖的积累中起重要作用[１３]ꎮ本研究中ꎬ番茄果实中的氨基葡萄糖含量从绿熟期到转色期再到红熟期呈现不断升高的趋势ꎬ在红熟期达到最高ꎻ影响糖降解的磷酸葡萄糖变位酶基因㊁糖原磷酸化酶基因下调ꎬ控制合成糖原和海藻糖的１ꎬ４－α－葡聚糖分支酶基因(ＳＢＥ)㊁介导蔗糖从韧皮部向果实输送的ＳＵＴ１基因(蔗糖转运蛋白基因)以及控制蔗糖卸载的基因ＳｕＳｙ１(蔗糖合酶基因)在果实成熟过程中也呈现上升的趋势ꎻＡＧＰＬ１在果实由转色期向红熟期转变过程中也显著上调ꎬ该基因调控果实成熟过程中的淀粉含量ꎬ促进可溶性固形物含量的增加ꎮ说明番茄果实由绿熟向红熟转变的过程中ꎬ己糖的合成㊁积累以及输送和卸载相关通路的关键基因表达量的变化ꎬ最终导致果实内糖分含量的增加ꎬ为番茄果实口感品质的形成奠定了物质基础ꎮ果实内有机酸的种类和含量对番茄果实口感也非常重要ꎬ在果实发育过程中ꎬ有机酸的总含量呈现降低趋势ꎮ抗坏血酸是番茄果实品质中重要的指标ꎮ目前已报道的抗坏血酸生物合成途径有４种:Ｌ－半乳糖途径㊁古洛糖途径㊁Ｄ－半乳糖醛酸７１㊀第２期㊀㊀㊀㊀㊀苏璐璐ꎬ等:基于转录组学和代谢组学解析番茄果实品质形成过程途径以及肌醇途径[１４]ꎮ古洛糖途径是在酶的作用下ꎬ将ＧＤＰ－Ｄ－甘露糖经一系列反应催化生成古洛糖酸ꎬ最后生成抗坏血酸ꎻ岳东的研究证明了这条途径的准确性[１５]ꎮ本研究中ꎬ作为中间产物的古洛糖酸在整个发育时期含量持续增加ꎬ为番茄果实中抗坏血酸的合成提供了充足的底物ꎻ参与抗坏血酸合成途径的ＧＤＰ－Ｌ－半乳糖磷酸化酶基因(ＧＧＰ)㊁单脱氢抗坏血酸还原酶基因(ＭＤＨＡＲ)也一直呈现上调趋势ꎮ前人研究显示ꎬ番茄果实中抗坏血酸含量在绿熟期至转色期显著增多ꎬ转色期后上升速度逐渐下降ꎻ苹果酸含量在番茄果实的整个发育阶段都呈现逐渐降低的趋势[１６]ꎮ本试验结果显示 Ｍｉｃｒｏ－Ｔｏｍ 番茄果实成熟过程中苹果酸含量一直呈现下降趋势ꎬ与前人研究结果基本一致ꎮ由上述结果我们推测ꎬ Ｍｉｃｒｏ－Ｔｏｍ 番茄果实发育的整个过程中糖类物质含量上升ꎬ酸类物质总量下降ꎬ果实糖酸比值增加ꎬ番茄口感逐渐提升ꎬ是番茄果实品质形成的重要原因ꎮ挥发性芳香物质的组分及含量是番茄果实的重要特征品质指标ꎬ主要由萜烯㊁醛㊁醇㊁酯㊁酮等复杂混合物组成ꎮ根据不同的前体ꎬ挥发性有机物可以分为四大类:脂肪酸挥发物㊁氨基酸衍生的挥发物㊁萜类挥发物以及类胡萝卜素衍生的挥发物[１７ꎬ１８]ꎮ本试验代谢组学分析结果显示ꎬ番茄果实由转色期到红熟期转变的过程中ꎬ大部分氨基酸的含量呈现先下降后上升的趋势ꎬ氨基酸为芳香化合物合成的主要前体物质ꎬ果实绿熟期到转色期过程中多数氨基酸含量下降ꎬ可能是因为绿熟期积累的氨基酸到了转色期后主要进入下游途径合成芳香化合物ꎮＲＮＡ－ｓｅｑ数据显示ꎬ与脂肪酸挥发物生物合成相关的基因ＬＩＰ８㊁ＴｏｍＬｏｘＣ㊁Ｌｅｃｉｔｈｉｎ:ｃｈｏｌｅｓｔｅｒｏｌ在果实成熟过程中表达量呈现上调趋势ꎬ这些基因均与短链脂肪酸衍生物的合成密切相关ꎻ与氨基酸衍生的挥发物生物合成相关的基因ＦＬＯＲＡＬ４㊁ＡＡＤＣ１也呈现不同程度的上调ꎮ该结果也进一步证实了 Ｍｉｃｒｏ－Ｔｏｍ 番茄果实成熟过程中ꎬ氨基酸㊁脂肪酸的降解与代谢通路中关键基因表达水平的变化有关ꎬ促使果实中的挥发性芳香物质逐渐积累并散发ꎬ最终决定番茄果实成熟后香味品质的形成ꎮ颜色作为番茄果实外观品质的最重要性状之一ꎬ在果实成熟过程中发生着显著变化ꎬ随着叶绿素的降解和类胡萝卜素/类黄酮的生物合成ꎬ最终形成番茄果实独特的颜色[１８]ꎮ本研究发现ꎬ Ｍｉ￣ｃｒｏ－Ｔｏｍ 番茄果实成熟过程中胡薄荷酮㊁槲皮素－３－Ｏ－葡萄糖苷㊁柚皮素㊁橙皮素等与果实颜色形成相关的代谢产物呈现上调趋势ꎬ参与叶绿素降解的基因ＳＧＲ１㊁ＰＰＨ以及参与类胡萝卜素合成的基因ＰＳＹ１㊁ＰＳＹ２㊁ＣＲＴＩＳＯ㊁ＺＤＳ㊁ＰＤＳ㊁ＢＣＨ２㊁ＺＥＰ㊁ＮＳＹ在果实成熟过程中均呈现先上调后下调的趋势ꎬ由此推测 Ｍｉｃｒｏ－Ｔｏｍ 番茄果实成熟过程中果实叶绿素的降解和番茄红素的合成主要发生在绿熟期向转色期转变的过程中ꎬ且随着果实的成熟ꎬ叶绿素降解和番茄红素合成的速度逐渐减弱ꎮ综上所述ꎬ通过对不同成熟时期番茄果实的代谢组学及转录组学分析ꎬ发现番茄果实从绿熟期向红熟期转变过程中ꎬ果实内可溶性糖㊁有机酸㊁氨基酸㊁黄酮类化合物㊁醇类㊁酚类等多种化合物含量和种类以及相关通路中关键基因表达水平发生明显变化ꎬ多种因素相互作用ꎬ形成了 Ｍｉｃｒｏ－Ｔｏｍ 成熟番茄果实的品质ꎮ本研究为番茄品质调控和优质番茄生产提供了理论依据ꎮ参㊀考㊀文㊀献:[１]㊀李君明ꎬ项朝阳ꎬ王孝宣ꎬ等. 十三五 我国番茄产业现状及展望[Ｊ].中国蔬菜ꎬ２０２１(２):１３－２０. [２]㊀ＺｈｕＦꎬＷｅｎＷꎬＣｈｅｎｇＹꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｍｅｔａｂｏｌｉｃｃｈａｎｇｅｓｔｈａｔｅｆｆｅｃｔｆｒｕｉｔｑｕａｌｉｔｙｄｕｒｉｎｇｔｏｍａｔｏｆｒｕｉｔｒｉｐｅｎｉｎｇ[Ｊ].ＭｏｌｅｃｕｌａｒＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅꎬ２０２２ꎬ２:２－１９.[３]㊀ＬｕＰꎬＹｕＳꎬＺｈｕＮꎬｅｔａｌ.Ｇｅｎｏｍｅｅｎｃｏｄｅａｎａｌｙｓｅｓｒｅｖｅａｌｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｆｌｅｓｈｙｆｒｕｉｔｒｉｐｅｎｉｎｇ[Ｊ].Ｎａｔ.Ｐｌａｎｔｓꎬ２０１８ꎬ４(１０):７８４－７９１.[４]㊀ＦｕｊｉｓａｗａＭꎬＳｈｉｍａＹꎬＨｉｇｕｃｈｉＮꎬｅｔａｌ.Ｄｉｒｅｃｔｔａｒｇｅｔｓｏｆｔｈｅｔｏｍａｔｏ￣ｒｉｐｅｎｉｎｇｒｅｇｕｌａｔｏｒＲＩＮｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄｂｙｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅａｎｄｃｈｒｏｍａｔｉｎｉｍｍｕｎｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｅｓ[Ｊ].Ｐｌａｎｔａꎬ２０１２ꎬ２３５(６):１１０７－１１２２.[５]㊀ＦｕｊｉｓａｗａＭꎬＮａｋａｎｏＴꎬＳｈｉｍａＹꎬｅｔａｌ.Ａｌａｒｇｅ￣ｓｃａｌｅｉｄｅｎｔｉｆｉ￣ｃａｔｉｏｎｏｆｄｉｒｅｃｔｔａｒｇｅｔｓｏｆｔｈｅｔｏｍａｔｏＭＡＤＳｂｏｘｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ８１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第５５卷㊀ｆａｃｔｏｒＲＩＰＥＮＩＮＧＩＮＨＩＢＩＴＯＲｒｅｖｅａｌｓｔｈｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆｆｒｕｉｔｒｉｐｅｎｉｎｇ[Ｊ].ＴｈｅＰｌａｎｔＣｅｌｌꎬ２０１３ꎬ２５(２):３７１－３８６. [６]㊀ＩｒｆａｎＭꎬＧｈｏｓｈＳꎬＭｅｌｉＶＳꎬｅｔａｌ.Ｆｒｕｉｔｒｉｐｅｎｉｎｇｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆａｌｐｈａ￣ｍａｎｎｏｓｉｄａｓｅｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｂｙｔｈｅＭＡＤＳｂｏｘｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆａｃｔｏｒＲＩＰＥＮＩＮＧＩＮＨＩＢＩＴＯＲａｎｄｅｔｈｙｌｅｎｅ[Ｊ].Ｆｒｏｎｔ.ＰｌａｎｔＳｃｉ.ꎬ２０１６ꎬ７(１０):１０.[７]㊀黄丽华ꎬ李芸瑛.樱桃番茄果实营养成分分析[Ｊ].中国农学通报ꎬ２００５ꎬ２１(１０):９１－９２.[８]㊀ＦｒａｓｅｒＰＤꎬＰｉｎｔｏＭＥＳꎬＨｏｌｌｏｗａｙＤＥꎬｅｔａｌ.Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈ￣ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｌｉｑｕｉｄｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙｗｉｔｈｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅａｒｒａｙｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｏｔｈｅｍｅｔａｂｏｌｉｃｐｒｏｆｉｌｉｎｇｏｆｐｌａｎｔｉｓｏｐｒｅｎａｉｄｓ[Ｊ].ＰｌａｎｔＪ.ꎬ２０００ꎬ２４(４):５５１－５５８.[９]㊀ＭｏｃｏＳꎬＦｏｒｓｈｅｄＪꎬＶｏｓＲꎬｅｔａｌ.Ｉｎｔｒａ￣ａｎｄｉｎｔｅｒ￣ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙｏｆｔｏｍａｔｏｍｅｔａｂｏｌｏｍｉｃｓｄａｔａｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｌｉｑｕｉｄｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ￣ｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙａｎｄｎｕｃｌｅａｒｍａｇ￣ｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅ[Ｊ].Ｍｅｔａｂｏｌｏｍｉｃｓꎬ２００８ꎬ４(３):２０２－２１５. [１０]ＴｉｅｍａｎＤꎬＺｈｕＧＴꎬＲｅｓｅｎｄｅＭＦＲＪｒꎬｅｔａｌ.Ａｃｈｅｍｉｃａｌｇｅ￣ｎｅｔｉｃｒｏａｄｍａｐｔｏｉｍｐｒｏｖｅｄｔｏｍａｔｏｆｌａｖｏｒ[Ｊ].Ｓｃｉｅｎｃｅꎬ２０１７ꎬ３５５(６３２３):３９１－３９４.[１１]ＤｅＶｏｓＲＣＨꎬＭｏｃｏＳꎬＬｏｍｍｅｎＡꎬｅｔａｌ.Ｕｎｔａｒｇｅｔｅｄｌａｒｇｅ￣ｓｃａｌｅｐｌａｎｔｍｅｔａｂｏｌｏｍｉｃｓｕｓｉｎｇｌｉｑｕｉｄｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙｃｏｕｐｌｅｄｔｏｍａｓｓｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ[Ｊ].ＮａｔｕｒｅＰｒｏｔｏｃｏｌｓꎬ２００７ꎬ２(４):７７８－７９１.[１２]ＳａｎｇｓｔｅｒＴꎬＭａｊｏｒＨꎬＰｌｕｍｂＲꎬｅｔａｌ.ＡｐｒａｇｍａｔｉｃａｎｄｒｅａｄｉｌｙｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒＨＰＬＣ￣ＭＳａｎｄＧＣ￣ＭＳ￣ｂａｓｅｄｍｅｔａｂｏｎｏｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓ[Ｊ].Ａｎａｌｙｓｔꎬ２００６ꎬ１３１(１０):１０７５－１０７８.[１３]王同林ꎬ叶红霞ꎬ郑积荣ꎬ等.番茄果实中主要风味物质研究进展[Ｊ].浙江农业学报ꎬ２０２０ꎬ３２(８):１５１３－１５２２. [１４]丁剑ꎬ田园ꎬ张喜春.番茄品系不同时期果实糖酸含量的变化[Ｊ].北京农学院学报ꎬ２０１７ꎬ３２(２):５.[１５]岳冬.番茄果实主要风味特征成分测定及品质形成机理研究[Ｄ].南京:南京农业大学ꎬ２０１５.[１６]褚莹倩ꎬ陈溪ꎬ崔妍ꎬ等.色谱质谱分析技术在快速筛查检测领域的研究进展[Ｊ].食品安全质量检测学报ꎬ２０１８ꎬ９(２４):１９－２５.[１７]ＶｏｇｅｌＪＴꎬＴｉｅｍａｎＤＭꎬＳｉｍｓＣＡꎬｅｔａｌ.Ｃａｒｏｔｅｎｏｉｄｃｏｎｔｅｎｔｉｍｐａｃｔｓｆｌａｖｏｒａｃｃｅｐｔａｂｉｌｉｔｙｉｎｔｏｍａｔｏ(Ｓｏｌａｎｕｍｌｙｃｏｐｅｒｓｉｃｕｍ)[Ｊ].Ｊ.Ｓｃｉ.ＦｏｏｄＡｇｒｉｃ.ꎬ２０１０ꎬ９０(１３):２２３３－２２４０. [１８]ＫｌｅｅＨＪꎬＧｉｏｖａｎｎｏｎｉＪＪ.Ｇｅｎｅｔｉｃｓａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｏｍａｔｏｆｒｕｉｔｒｉｐｅｎｉｎｇａｎｄｑｕａｌｉｔｙａｔｔｒｉｂｕｔｅｓ[Ｊ].Ａｎｎｕ.Ｒｅｖ.Ｇｅｎｅｔ.ꎬ２０１１ꎬ４５:４１－５９.９１㊀第２期㊀㊀㊀㊀㊀苏璐璐ꎬ等:基于转录组学和代谢组学解析番茄果实品质形成过程Copyright©博看网. All Rights Reserved.。
不同病原菌胁迫下青蛤血淋巴转录组中免疫相关基因的比较赵婷;潘宝平【摘要】利用病原微生物革兰氏阳性藤黄微球菌(Micrococcus luteus)和革兰氏阴性鳗弧菌(Vibrio anguillarum)分别侵染活体青蛤,采用第二代测序MiSeq技术测序,构建了青蛤血淋巴中应答2种病原物的转录组文库.根据KEGG等数据库注释信息对Unigene进行生物学通路注释,预测出青蛤免疫信号通路的差异性表达基因及相关注释信息.结果发现,共注释并筛选出2605个差异表达基因,其中893个基因注释到15个免疫相关的通路中.该研究可为探索青蛤的免疫识别方式和信号传导路径提供依据.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2018(046)027【总页数】4页(P84-87)【关键词】青蛤;转录组文库;鳗弧菌;藤黄微球菌;免疫相关基因【作者】赵婷;潘宝平【作者单位】天津医学高等专科学校,天津 300222;天津师范大学生命科学学院,天津市动植物抗性重点实验室,天津300387【正文语种】中文【中图分类】S917.4青蛤养殖是我国传统的海滨经济产业，蕴含着巨大的发展前景[1]。
近年来，由于青蛤养殖产业中出现的高密度投放、种质退化及养殖环境污染等问题，屡次发生病害及大面积死亡现象，给青蛤养殖业造成了巨大的经济损失[2-4]，有关贝类病害问题已成为制约贝类养殖业持续发展的重要因素之一。
青蛤的病害防治应从外因和内因2个方面入手，外因方面要求改善贝类的养殖环境，内因方面则要求提高贝类自身的抗病能力，即通过分子免疫学技术寻找物种的免疫相关基因和探索免疫应答机制，最终揭示贝类的免疫调控分子机制并为抗病品系选育提供有价值的数据。
目前，有关贝类转录组的研究已成为贝类免疫学研究的热点，亦成为研究者获得大量免疫抗病基因的有效途径之一。
Hou等[5]通过454 高通量测序方法对虾夷扇贝成体各组织和各发育阶段的转录组进行分析，一些与免疫、抗逆性、生长和繁殖相关的基因被发现，为虾夷扇贝的基因组研究和遗传提供重要的平台。
基于高通量测序的真核微藻多样性质控分析宋伦; 吴景; 李楠; 孙明; 杜静; 王鹏【期刊名称】《《水产科学》》【年(卷),期】2019(038)006【总页数】9页(P804-812)【关键词】真核微藻; 高通量测序; 褐潮; 多样性; 质控分析; 辽东湾【作者】宋伦; 吴景; 李楠; 孙明; 杜静; 王鹏【作者单位】哈尔滨工业大学环境学院城市水资源与水环境国家重点实验室黑龙江哈尔滨150090; 辽宁省海洋水产科学研究院辽宁省海洋生物资源与生态学重点实验室辽宁大连116023【正文语种】中文【中图分类】S917海洋微藻是海洋生态系统中物质循环和能量流动的基础，是生命和非生命系统联系的关键环节，同时也是赤潮、褐潮暴发的致灾种[1-2]。
由于微藻采样和显微镜精度限制，传统的形态学鉴定对微藻多样性的挖掘存在较大局限性。
褐潮的暴发引起了诸多学者对微微型藻类多样性的关注，早期的分子鉴定技术虽可增加目标种类的鉴定准确度，但对物种多样性的种类挖掘尚显逊色。
高通量测序技术具有简单快速、测序通量高、错误率低和成本低等特点，为微藻的多样性检测提供了新手段。
18S rDNA是真核生物中具有信息和功能两种作用的核糖体编码基因[3]，由保守区和9个可变区交替排列组成[4]，可作为物种鉴定的分子标记。
国内外以18S rDNA 作为分子标记使用高通量测序技术分析藻类多样性的研究已有报道。
2000年，国内学者针对微型和微微型浮游藻类建立了18S rDNA克隆文库，分析了浮游藻类的多样性[5-6]。
2011年，于杰等[7]建立了微型浮游生物的18S rDNA可变区V9的克隆文库并进行测序，发现褐潮是由抑食金球藻(Aureococcus anophage f ferens)和多形微眼藻(Minutocellus polymorphus)共同形成。
2015年，也有学者对渤海海域[6]及我国东海靠近济州岛海域[8]真核浮游植物群落组成和多样性进行了研究。
Food Science And Technology And Economy粮食科技与经济2023 年6月第48卷 第3期Jun . 2023V ol.48, No.3锈赤扁谷盗Cryptolestes ferrugineus （Stephens ）属于鞘翅目扁谷盗科，主要分布在温带和热带地区。
在全球范围内，锈赤扁谷盗是发生最严重、最广泛的储粮害虫之一，一旦发生便会造成严重的不可逆损失[1-2]。
锈赤扁谷盗在我国主要分布于粮食生态区，在广东、云南和海南等地都有发生，常见于米厂、面粉厂、酒厂和一些粮仓内[3]。
锈赤扁谷盗在粮堆的分布也受温度和湿度的影响[4]，在粮堆发热的情况下，更容易造成锈赤扁谷盗的繁殖，严重时可出现粮堆结露，进而使粮食发生霉变，给储粮安全带来极大的威胁[5]。
尽管二代测序高通量测序技术对转录组学的相关研究起到了极大的推动作用，但还是存在测序读长较短[6]、重复区域拼接效果差、无法得到较完整锈赤扁谷盗的全长转录组测序分析胡怀月1，陈二虎1，韦 磊2，王康旭1，李孟凡1，唐培安1（1.南京财经大学 食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心，江苏 南京 210023；2.江苏万家福米业有限公司，江苏 泰州 225700）收稿日期：2022-12-20基金项目：国家重点研发计划专项（2021YFD2100604-01）；江苏省重点研发计划项目（BE2022377）；国家自然科学基金项目（32272388）；江苏省高校优势学科建设工程资助（PAPD）；江苏省研究生科研与实践创新计划（KYCX21_1528）。
作者简介：胡怀月，女，硕士研究生，研究方向为储粮害虫防治。
通信作者：唐培安，男，博士，教授，研究方向为粮食储藏。
摘要：锈赤扁谷盗是一种世界性储粮害虫，但对其分子生物学方面的基础研究较少。
研究基于PacBio Iso-Seq 平台对锈赤扁谷盗进行全长转录组测序，并对其数据进行生物学分析。
波罗蜜叶绿素缺失突变体嫩茎转录组分析作者：郑李婷于旭东蔡泽坪罗佳佳吴繁花董俊娜曹佩娜来源：《热带作物学报》2020年第08期摘要：为探究叶绿素合成缺失对波罗蜜嫩茎发育的影响，以波罗蜜叶绿素缺失突变体（chlorophyll deficient mutant， CDM）嫩茎为材料进行转录组分析;经de novo组装后获得295 869个Unigenes，使用NR、NT、Swissprot、KEGG、KOG、Pfam和GO数据库进行序列比对，共注释了174 291个Unigenes。
过滤低丰度基因后，筛选出22 988个差异基因。
与对照（CK）相比，CDM中上调基因有379个，下调基因有22 609个。
GO分类结果表明，共有3712个基因获得注释，并将其划分为分子功能（molecular function）、细胞组分（cellular component）和生物学过程（biological process）三大类，共48个功能组;此外，有2080个Unigenes参与到19条KEGG通路上，其中在黄酮类生物合成途径中有30个Unigenes。
该研究通过转录组测序，分析叶绿素合成缺失对波罗蜜嫩茎发育的影响，为木本植物茎发育的研究提供数据基础。
关键詞：波罗蜜;叶绿素缺失突变体;嫩茎;转录组分析中图分类号：S718.43 文献标识码：AAbstract： To explore the influence of chlorophyll synthesis deficiency on the primary stem development of Artocarpus heterophyllus， the transcriptome of the primary stem of a chlorophyll deficient mutant （CDM） of A. heterophyllus was analyzed. After assembly by de novo， 295 869 Unigenes were obtained. NR， NT， Swissprot， KEGG， KOG， Pfam and GO databases were used for sequence alignment. A total of 174 291 Unigenes were annotated. After filtering the low abundance genes， 22 988 differentially expressed genes were selected. Compared with the control check （CK）， there were 379 genes up-regulated in CDM and 22 609 genes down-regulated. GO classification results showed that 3712 genes were annotated and classified into three categories：molecular function， cellular component and biological process， with a total of 48 functional groups. In addition， 2080 Unigenes were involved in 19 KEGG pathways， 30 of which were involved in flavonoids biosynthesis pathways. Through transcriptome sequencing， this paper analyzed the effect of chlorophyll synthesis deficiency on the primary stem development of A. heterophyllus， which would provide data foundation for the study on the stem development of woody plants.Keywords： Artocarpus heterophyllus; chlorophyll deficient mutant; primary stem; transcriptome analysisDOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2020.08.002茎上承枝叶下接根部，在植物生长过程中主要起运输和支撑的作用。
利用代谢组学研究隐甲藻葡萄糖耐受及DHA生物合成机制Metabolomics Analyses of Glucose Tolerance and DHA Accumulationin in Crypthecodinium cohnii一级学科：化学工程与技术学科专业：生物化工作者姓名：李兴锐指导教师：张卫文天津大学化工学院二零一七年四月摘要寇氏隐甲藻是海洋微藻生产DHA研究领域关注的热点，因其油脂及DHA 含量高，且其他多不饱和脂肪酸在总脂肪酸中的百分含量不超过1%。
然而在隐甲藻生产DHA过程中葡萄糖抑制作用明显，因此选育耐受葡萄糖的隐甲藻对于改善DHA发酵能力具有重要的意义。
本文首次通过定向驯化获得了一株高耐受葡萄糖的隐甲藻驯化株。
驯化过程经历650天，驯化株在葡萄糖耐受性及油脂积累方面显著提高。
在45 g/L葡萄糖浓度条件下，比生长速率提高了2.8倍，平均倍增时间缩短了31.9%，葡萄糖消耗速率提高了2.6倍，油脂含量提高了15.5%。
代谢组分析结果表明驯化株相对于出发株，21个代谢物明显上调，甘油、谷氨酸、丙二酸及琥珀酸作为核心化合物和驯化株耐受性提高有关联。
研究从全局水平理解并探索适应性机制，可为隐甲藻的育种提供重要的依据。
另一方面，从代谢角度研究隐甲藻生长及DHA生物合成特性，对隐甲藻发酵生产DHA产业的发展具有重要意义。
本文首先建立了隐甲藻间歇补料培养体系，所收获的生物量、DHA产量及DHA产率都分别达到42.9 g/L，5.7 g/L及47.5 mg/L/h。
从48 h到72 h油脂积累显著，提高了27.5%，从72 h到96 h DHA积累显著，DHA在总脂肪酸的百分含量提高了17.8%。
继而利用热图分析代谢组数据，结果显示G6P、GAP、AKG、OXA、DHAP可能和隐甲藻不同生长时期的表型相关。
此外，氧气供应在工业微生物发酵中起着着举足轻重的作用，为了研究氧气供应对隐甲藻DHA生产的影响，本文考察了不同溶氧条件下隐甲藻DHA生产能力的变化。
《基于转录组学和代谢组学分析藻蓝蛋白促进细胞重编程的机制研究》篇一一、引言随着生物科技的不断进步，对细胞重编程机制的研究已经成为生物学领域的一个热门课题。
细胞重编程是细胞通过一系列的生物学过程和机制，从一种状态转变为另一种状态的过程。
近年来，藻蓝蛋白作为一种天然的生物活性物质，其在促进细胞重编程方面的作用逐渐受到关注。
本文旨在通过转录组学和代谢组学的方法，深入研究藻蓝蛋白促进细胞重编程的机制。
二、材料与方法1. 材料本实验采用藻蓝蛋白作为研究对象，同时选取了不同类型细胞作为实验对象。
实验所需试剂和仪器均为市场常见的高品质产品。
2. 方法（1）细胞培养：根据不同细胞的特性，选用合适的培养基和条件进行细胞培养。
（2）藻蓝蛋白处理：将藻蓝蛋白加入到培养基中，对细胞进行处理。
（3）转录组学分析：通过RNA测序技术，对处理后的细胞进行转录组学分析，获取细胞的基因表达信息。
（4）代谢组学分析：通过代谢物检测技术，对处理后的细胞进行代谢组学分析，了解细胞的代谢变化情况。
（5）数据分析：对转录组学和代谢组学数据进行综合分析，研究藻蓝蛋白促进细胞重编程的机制。
三、结果与分析1. 转录组学分析结果通过RNA测序技术，我们获得了处理后细胞的基因表达信息。
与对照组相比，实验组细胞的基因表达发生了显著变化。
其中，与细胞重编程相关的基因表达明显上调，表明藻蓝蛋白能够促进细胞重编程。
2. 代谢组学分析结果通过代谢物检测技术，我们了解了处理后细胞的代谢变化情况。
与对照组相比，实验组细胞的代谢物谱发生了明显变化，其中包括一些与能量代谢、氨基酸代谢等相关的代谢物。
这些代谢物的变化可能与藻蓝蛋白促进细胞重编程的机制有关。
3. 机制研究结合转录组学和代谢组学数据，我们进一步研究了藻蓝蛋白促进细胞重编程的机制。
发现藻蓝蛋白能够调节细胞的基因表达，促进与细胞重编程相关的基因的表达。
同时，藻蓝蛋白还能够影响细胞的代谢过程，促进能量的产生和氨基酸的合成等，为细胞重编程提供必要的物质和能量支持。
