2017-06-21
同一物種不同品種之間在不同發育時期的基因表達模式是否存在差異？對個體發育是否有直接的影響？2016年6月，南京農業大學在Scientific Reports雜志發表一篇題為Distinct transcriptome profiles reveal gene expression patterns during fruit development and maturation in five main cultivated species of pear (Pyrus L.)的文章，文中通過五種栽培品種梨的七個生長節點的RNA測序數據，揭示果實代謝過程中的主要差異。采用碭山酥梨作為參考基因組，分析果實發育的多樣性，和差異表達基因。
選擇五種栽培種代(dai)表做(zuo)轉錄組（豐水，鴨梨，庫(ku)爾勒(le)，南國梨，紅星），揭示基因表達模式和(he)探討(tao)不同品(pin)種特(te)性之間的關系。發(fa)現(xian)有33136個基因比對(dui)到(dao)參考基因組，發(fa)現(xian)在成(cheng)熟期(qi)和(he)衰老期(qi)，比率相對(dui)比較低。
利(li)用RPKM值做進化樹，結果顯示(shi)樣品(pin)分為(wei)(wei)了兩(liang)(liang)組(zu)，組(zu)I和(he)組(zu)II。大(da)多(duo)數的(de)(de)(de)坐果期(qi)和(he)果實生理落果期(qi)被(bei)聚集(ji)(ji)(ji)在(zai)組(zu)I中。西洋(yang)梨紅星(xing)單獨(du)是子集(ji)(ji)(ji)B，其他東(dong)方梨是子集(ji)(ji)(ji)A。組(zu)II也被(bei)分為(wei)(wei)兩(liang)(liang)個子集(ji)(ji)(ji)，C中是所(suo)有(you)(you)東(dong)方梨整個發(fa)育(yu)(yu)階段到成熟期(qi)，D中是所(suo)有(you)(you)品(pin)種(zhong)的(de)(de)(de)收獲后(hou)的(de)(de)(de)時期(qi)樣本，以及西洋(yang)梨紅星(xing)的(de)(de)(de)三個發(fa)育(yu)(yu)階段。
基(ji)于果(guo)實(shi)發(fa)育(yu)后期(qi)基(ji)因(yin)表(biao)達的(de)(de)熱圖，發(fa)現CKX（細胞分(fen)裂素氧化酶）在五種品(pin)種是差異表(biao)達的(de)(de)。挑選乙烯(xi)(xi)合成中(zhong)的(de)(de)限速酶和乙烯(xi)(xi)受(shou)體(ti)上(shang)的(de)(de)關鍵基(ji)因(yin)，不(bu)同品(pin)種間乙烯(xi)(xi)調控(kong)成熟(shu)特征有所不(bu)同。在沙梨(li)中(zhong)，乙烯(xi)(xi)受(shou)體(ti)和ACS在果(guo)實(shi)發(fa)育(yu)后期(qi)調控(kong)梨(li)的(de)(de)成熟(shu)過程。
基(ji)因表達分析結果(guo)顯示，在南國梨發育(yu)中(zhong)(zhong)CCOMT相關基(ji)因表達量(liang)特別低，在其他(ta)四種(zhong)(zhong)品(pin)種(zhong)(zhong)表達量(liang)比較(jiao)高。所以推測南國梨中(zhong)(zhong)可能有相對較(jiao)高含(han)量(liang)的(de)H型木(mu)質素。在這些(xie)品(pin)種(zhong)(zhong)的(de)成(cheng)熟(shu)(shu)期(qi)，紅星(xing)有遠超其他(ta)品(pin)種(zhong)(zhong)的(de)較(jiao)高含(han)量(liang)的(de)果(guo)糖并且(qie)紅星(xing)中(zhong)(zhong)的(de)檸檬酸在所有的(de)五(wu)種(zhong)(zhong)品(pin)種(zhong)(zhong)的(de)成(cheng)熟(shu)(shu)期(qi)中(zhong)(zhong)含(han)量(liang)也是最高的(de)。
結果發現一(yi)些乙(yi)烯合成(cheng)基(ji)因(yin)(yin)和(he)(he)多酚氧化酶(mei)相(xiang)關(guan)基(ji)因(yin)(yin)相(xiang)互作用(yong)，也反應(ying)了乙(yi)烯合成(cheng)基(ji)因(yin)(yin)和(he)(he)乙(yi)烯反應(ying)基(ji)因(yin)(yin)的(de)間接關(guan)系(xi)。基(ji)因(yin)(yin)的(de)相(xiang)互作用(yong)分析說(shuo)明SAMS和(he)(he)LAC在(zai)梨果實發育中有(you)緊密的(de)聯(lian)系(xi)，一(yi)起調控(kong)乙(yi)烯合成(cheng)。另外，基(ji)因(yin)(yin)通(tong)過間接復(fu)雜(za)的(de)互相(xiang)作用(yong)可(ke)以控(kong)制細(xi)胞分裂(lie)、細(xi)胞組分、基(ji)因(yin)(yin)沉默和(he)(he)網(wang)絡(luo)中的(de)調節功能。
紅星(xing)是多(duo)態性(xing)顯著的(de)品(pin)種，有154404個SNP。接(jie)近兩倍高的(de)多(duo)態性(xing)比(bi)率代(dai)表東(dong)方梨碭山酥梨和(he)西方梨紅星(xing)在轉錄(lu)組水平有很多(duo)差異。在紅星(xing)中發(fa)現一個起始(shi)密碼(ma)子的(de)SNP突變，其中包(bao)含(han)有乙烯(xi)反應元件結合蛋白（EREBP）的(de)功(gong)能域。
