甘蓝黄花和白花代谢组和转录组分析

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为探究甘蓝花瓣中类胡萝卜素含量与花色的关系,本研究以甘蓝黄色花AP07和白色花AP14为材料,采用液相色谱法结合代谢组分析,探究类胡萝卜素及含量在甘蓝黄花和白花中的代谢累积特性。利用转录组分析进一步探究甘蓝花色形成过程中的差异表达基因。研究结果如下:1.通过石蜡切片和透射电镜观察,初步比较分析了甘蓝黄花和白花着色过程中细胞及关键细胞器的形态学差异。AP07花瓣细胞结构的形状规则,有色体内质体小球数量比AP14多。2.利用高效液相色谱分析AP07和AP14中类胡萝卜素的成分及含量,代谢组结果表明,叶黄素、花药黄质和玉米黄质对黄花的形成具有及其重要的作用。对白花影响最大的是八氢番茄红素,其次是β-胡萝卜素。在花色着色过程中,花药黄质,玉米黄质,八氢番茄红素的积累量呈上升趋势;叶黄素,紫黄质,β-胡萝卜素的积累量呈下降趋势。总之,叶黄素,八氢番茄红素,花药黄质,玉米黄质,β-胡萝卜素是导致甘蓝花色差异的原因。3.通过转录组分析获得花色差异基因主要在类胡萝卜素代谢通路上。qRT-PCR结果表明,在黄花AP07花瓣中CCD4表达水平显著低于白花AP14花瓣,进一步序列分析发现黄花甘蓝AP07 CCD4基因在160 bp处插入转座子导致基因失活。
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