NO对莲雾果实采后絮状绵软进程影响的转录组学研究

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本课题以“黑珍珠”莲雾果实为材料,以试剂盒法、CTAB法、改良CTAB法、SDS法和Trizol法这5种常用于提取植物总RNA的方法来提取莲雾果实总RNA,探索提取成熟莲雾果实高质量总RNA的最佳方法,并利用RNA-Seq对采后不同条件下的莲雾果实总RNA样品等量混合建库进行转录组测序;在此基础之上,结合DGE技术研究10uL·L-1NO处理对采后莲雾果实绵软进程的影响和相应的差异表达基因,探讨外源NO处理对采后莲雾果实絮状绵软进程影响的分子机理,以期为莲雾果实的采后贮藏保鲜新技术的开发提供一定的理论依据。最后,选择GAPDH、TUA、β-actin、EF-1α和UBQ5种候选看家基因进行表达稳定性分析,筛选出最稳定表达基因作为莲雾基因定量分析的内参,并对8个目的基因进行了qRT-PCR分析。实验结果表明:  在高质量莲雾果实总RNA提取方法的研究中,SDS法和Trizol法均不能得到高质量RNA,SDS法存在严重的杂带污染和RNA降解,而Trizol法则完全没能获得RNA产物。CTAB法、改良CTAB法和试剂盒法均获得较高质量的RNA产物,所得RNA纯度较高、完整性好,且经PCR验证所得产物与目的条带一致,能满足后续分子实验研究。  莲雾转录组测序中,共获得raw reads59,039,263条,clean reads55,715,804条,经de novo组装拼接后得54,536条平均长度为864bp的Unigenes序列,其中24,262(44.48%)条Unigenes获得功能注释,并对所有注释上的Unigenes进行了GO、KOG和KEGG功能分类富集分析。GO注释中共18,877条Unigenes匹配上了104,089个功能term,共被归入47个小类别;KOG共注释到8,410条Unigenes,被分为26个功能类别;KEGG比对上的6,438条Unigenes共分成31条代谢通路,其中富集最多基因的是碳水化合物代谢。  NO处理对莲雾果实采后絮状绵软影响的分析表明,10uL·L-1NO显著延缓了采后莲雾果实的絮状绵软进程。相应的DGE分析显示,在贮藏期间果实的糖代谢、活性氧代谢和苯丙氨酸代谢显著差异富集,在贮藏前期NO处理组果实糖代谢和苯丙氨酸代谢显著下调表达,活性氧代谢显著上调,抑制了可溶性糖、木质素的积累和有害活性氧分子的产生,延缓了果实的成熟衰老和絮状绵软进程。所以认为采后莲雾果实的快速絮状绵软是果实成熟衰老和木质素积累的共同作用下形成的,参与这三种代谢并显著差异富集的SS、FFS、PAL、POD、4-CL、SOD、CAT和Apx基因被认为是与采后莲雾果实絮状绵软进程相关的关键调控基因。  5种候选看家基因在geNorm、NormFinder和Bestkeeper三种软件中的分析结果表明,β-actin基因是在各样本间相对最为稳定表达的看家基因,GAPDH表达最不稳定,所以选择β-actin作为成熟莲雾果实的内参基因。  为验证DGE数据结果的真实可靠性而选择的8个基因的q-PCR分析结果显示,各基因的表达变化与DGE结果基本相一致,表明DGE数据结果可信。
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