【摘 要】
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华丽龙胆（Gentiana sino-ornata）花冠呈艳丽的蓝色,是挖掘蓝色花基因的好材料。本研究通过华丽龙胆3个开放阶段花冠的转录组与蛋白组关联分析,挖掘华丽龙胆花青素苷合成的重要基因,探索蓝色花形成机理,并通过分子克隆和生物信息学对关键基因进行研究。研究结果主要包括以下几个方面:1.转录组共鉴定到108912条基因,有105302条基因获得功能注释。鉴定到16846条上调基因和20603条
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目（31560568）；
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华丽龙胆（Gentiana sino-ornata）花冠呈艳丽的蓝色,是挖掘蓝色花基因的好材料。本研究通过华丽龙胆3个开放阶段花冠的转录组与蛋白组关联分析,挖掘华丽龙胆花青素苷合成的重要基因,探索蓝色花形成机理,并通过分子克隆和生物信息学对关键基因进行研究。研究结果主要包括以下几个方面:1.转录组共鉴定到108912条基因,有105302条基因获得功能注释。鉴定到16846条上调基因和20603条下调基因,主要参与细胞生理、次生代谢等生物过程,部分基因功能未知。其中注释为类黄酮生物合成、花青素苷合成的DEGs:H1-VS-H2中分别为72、13条,H1-VS-H5中分别为54、17条。q RT-PCR验证表明华丽龙胆花冠的转录组数据可靠。2.蛋白组共鉴定到2939个蛋白质,注释到43个GO分类、124条Pathway通路与24个KOG聚类,部分蛋白功能未知。鉴定到912个上调表达和1061个下调表达的蛋白,主要参与次生代谢、类黄酮代谢途径。H1-VS-H2、H1-VS-H5中注释为类黄酮和花青素苷合成途径的DEPs分别为10条、14条。3.通过转录组、蛋白组学的联合分析,在H1-VS-H2、H1-VS-H5中分别有825个、1247个DEPs与DEGs匹配,鉴定出关键基因F3’5’H、5GT、5AT及聚类基因群（包括3GT、UF3GT、DFR、ANS、b HLH、GST）,推测他们是参与华丽龙胆花冠中5位酰化飞燕草素苷的合成、调控及转运的关键基因,推定了其飞燕草素苷合成途径及修饰过程,进而解析其呈色机理。4.获得Gs5GT、Gs5AT全长c DNA,均具有完整开放阅读框（ORF）。Gs5GT全长1465bp,ORF为1365bp,编码455个氨基酸,Gs5AT全长1594bp,ORF为1422bp,编码474个氨基酸。生物信息学分析,Gs5GT属于UDP-葡萄糖基转移酶;Gs5AT属于花青素苷酰基转移酶,与三花龙胆的5GT、5AT亲缘关系最近。Gs5GT、Gs5AT在花冠中高表达且在第4阶段最高表达,叶中次之,根茎中很少表达。5.获得了1756 bp Gs5AT启动子序列,包含TATA-box、CAAT-box等基本启动子元件,光调控元件、植物激素响应元件、胁迫响应元件、组织特异性表达调控元件等多个顺式作用元件,包含MYB、MYC（b HLH）转录因子结合位点。
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