多花黄精根茎的转录组分析与甾体皂苷生物合成相关基因发掘

为了丰富多花黄精Polygonatum cyrtonema幼苗期根茎发育的转录组数据,发掘参与甾体皂苷生物合成的功能基因,为多花黄精活性成分的合成代谢途径与调控机制研究提供遗传资源,该研究基于Illumina深度测序平台,对多花黄精幼苗期根茎进行转录组测序及生物信息学分析,包括序列数据的组装拼接、unigene序列的功能注释、分类和代谢途径分析,并对次生代谢途径中甾体皂苷的生物合成通路进行深入解析。结果显示,多花黄精根茎的转录组数据经拼接共产生了126 546条unigene序列,其中47 226条被注释。共有16 499条unigene被定位到了KEGG数据库中的132个代谢通路,其中2 768条被鉴定出参与了22个次生代谢物生物合成通路。鉴定出的113条unigene序列,分别编码27个与甾体皂苷生物合成相关的代谢酶,与45个拟南芥酶基因同源。该研究从多花黄精转录组数据库中发掘到一系列与活性成分甾体皂苷生物合成相关的酶基因,对这些基因的深入研究,有助于从分子水平上解析多花黄精中甾体皂苷的生物合成途径。该研究也为多花黄精的转录组学研究提供了丰富的参考数据,对于多花黄精的功能基因组学研究具有重要意义。     

多花黄精转录组SSR位点分析及分子标记开发

目的基于转录组测序数据鉴别和分析多花黄精EST-SSR位点,开发可用于多花黄精种质资源评价与利用的SSR标记。方法利用MISA工具从多花黄精转录组126 544条Unigenes中鉴定SSR位点并进行分析;利用Primer 3.0设计SSR引物,随机选择50对SSR引物进行有效性验证。结果从9 982条Unigenes中鉴定出12 317个包含2～6个核苷酸重复类型的SSR位点,SSR的分布频率为9.73%,发生频率为1/5.91 kb;SSR位点中的主导类型是二核苷酸重复,占总SSR的53.14%,其次是三核苷酸重复,占33.31%。SSR引物的有效性筛选显示,50个SSR引物对中有29个(58%)可从多花黄精中扩增出预期大小的SSR条带。SSR荧光标记的毛细管电泳检测显示在多花黄精的7个SSR位点共鉴定出了9种基因型,进一步验证了SSR引物的有效性。结论多花黄精转录组SSR位点出现频率高,重复类型丰富,多态性较高,这将为多花黄精遗传多样性分析和遗传图谱构建提供大量有价值的候选标记,也可为黄精属内种间物种的分子鉴别、多花黄精优良品种的分子辅助育种提供技术手段。