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荷花(Nelumbo nucifera Gaern)属于睡莲科莲属,是多年生草本植物花卉,具有极高的观赏和经济价值。荷花的花期时间较短,研究荷花花期的生物学基础相对滞后,所以提升荷花开花时间的研究尤为重要。转录组测序技术已成为研究分子功能的主流,极大地加快了生物相关功能的研究进展。本研究通过高通量Illumina HiSeq2500平台测序,研究‘青玉’花瓣开放的暄蕾期与盛花期的转录水平,最终获得50,154条unigene,总长度3,938,0851bp,平均长度是785.20bp,N50的长度是1,412bp。转录本中有23,753条unigene对比到GO数据库中,其中三大类中包含56组功能;有32,194条unigene对比分析到NR蛋白数据库中,同源蛋白质序列对比较高的是葡萄(Vitis vinifera)39.5%,可可树(Theobroma cacao)10.6%等。有10,374条unigene注释到COG数据库中,最多的是基因功能预测(General function prediction only)。有9,550条unigene注释到KEGG数据库中,其中RNA运输(RNA transport)有381条unigene,核糖体(Ribosome)有360条unigene。通过对样品进行差异表达分析,差异表达基因5,141条,其中上调基因3,832条,占差异表达基因的74.5%,下调基因1,309条,占差异表达基因的25.5%。2,728条差异基因注释在GO功能富集中,得到56组GO功能分类,代谢过程(Metabolic process)、细胞过程(Celluar process)、细胞(cell)、细胞部分(cell parts)、催化活性(catalytic activity)、结合性(binding)等功能的unigene较多。在三大类的topGO功能富集分析中细胞壁(cell wall)、亚铁红素结合(heme binding)、镉的响应(response to cadmium ion)节点最为显著。1,660条unigene注释在COG注释分类中,最显著的是基因功能预测(General function prediction only),这些基因在作用机制上有共同点而类聚在一起,从而推测基因功能。有1,500条差异基因注释到KEGG分类中,共有148条代谢通路,最高的代谢通路中是氧化磷酸化(Oxidative phosphorylation)与总unigene KEGG富集分析结果一致。按照基因功能找出差异性较大的调控荷花‘青玉’花开放的相关关键基因,促进乙烯合成的相关基因ACC和ERF;影响生长素合成的相关基因XTH和YUCCA;调控细胞分裂素合成的CKX基因;影响细胞壁生长的相关基因EXP。通过实时荧光定量Real-time PCR方法,以‘青玉’和‘重阳’两个品种花开放的6个时期,现蕾期、转色期、暄蕾期、初花期、盛花期、谢花期的花瓣为材料,对表达量较高的4个基因验证分析,在‘青玉’的暄蕾期与盛花期的表达量的变化与转录组测序基本一致,说明测序数据真实可靠。在‘青玉’与‘重阳’的花朵开放的6个时期中,不同基因在整个开花过程的表达量变化有所差异,说明基因在花开放中的不同作用,也推测不同的基因对花型也有调控作用。本研究揭示了控制花开放的关键基因,为延长花期和荷花育种提供有效分子数据信息。