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Analysis of Transcriptome and R2R3-MYB Transcription Factors in Blueberry Fruit

越橘果实转录组及R2R3-MYB转录因子分析



全 文 :园艺学报,2015,42 (12):2383–2394.
Acta Horticulturae Sinica
doi:10.16420/j.issn.0513-353x.2015-0373;http://www. ahs. ac. cn 2383
越橘果实转录组及R2R3-MYB转录因子分析
宋 杨,刘红弟,张红军*,窦连登
(中国农业科学院果树研究所,农业部园艺作物种质资源利用重点实验室,辽宁兴城 125100)
摘 要:以‘泽西’越橘(Vaccinium corymbosum‘Jersey’)不同发育阶段的果实为试材,构建 De novo
转录组测序文库并进行数据分析,利用 WebLogo 3、CLC Sequence Viewer 6 等软件和荧光定量 PCR 技术
对所获数据中的 R2R3-MYB 转录因子进行生物信息学分析和表达分析。结果表明,转录组测序共获得有
效数据 6.01 Gb,通过组装得到 Unigene 序列 60 481 个。功能注释结果显示,有 39 612 个 Unigene 可以注
释到 GO 和 COG 等数据库上;20 869 个 Unigene 无匹配信息。利用 GO 和 COG 分类工具可将这些序列
分别划分为 55 个和 25 个功能类别,涉及信号转导和转录调控等功能。利用所获数据分析越橘 R2R3-MYB
基因,结果表明共得到 21 个 R2R3-MYB。序列分析显示,这 21 个基因均含有完整的 R2R3-MYB 区域,
在此区域内 2(G)和 4(W)等 30 个氨基酸保守不变。进化树分析结果显示,越橘 R2R3-MYB 基因分
为 11 个亚组。其中,S4、S5 和 S6 亚组中有 6 个基因涉及到花青苷生物合成。荧光定量 PCR 结果分析显
示,这 6 个基因在果实发育的 7 个阶段均能表达,但表达模式不同,这 6 个基因可能对越橘果实着色具
有一定作用。
关键词:越橘;转录组测序;R2R3-MYB;转录因子;生物信息学
中图分类号:S 663.2 文献标志码:A 文章编号:0513-353X(2015)12-2383-12

Analysis of Transcriptome and R2R3-MYB Transcription Factors in
Blueberry Fruit
SONG Yang,LIU Hong-di,ZHANG Hong-jun*,and DOU Lian-deng
(Research Institute of Pomology,Chinese Academy of Agricultural Sciences;Key Laboratory of Biology and Genetic
Improvement of Horticultural Crops(Germplasm Resources Utilization),Ministry of Agriculture,P. R. China,Xingcheng,
Liaoning 125100,China)
Abstract:The transcriptomes of blueberry fruit(Vaccinium corymbosum‘Jersey’)were analyzed by
sequencing transcripts combined from fruits of different development stages. Twenty-one R2R3-MYB
genes were identified and further analyzed by WebLogo 3,CLC Sequence Viewer 6 and real-time PCR. In
total,6.01 Gb transcriptomic data were obtained,from which 60 481 unigenes were assembled. The quality
of the data was proven acceptable. Functional annotation analysis showed that 39 612 unigenes had
homologs in GO and COG public database though no hits were found for the rest 20 869 unigenes. These
unigenes were assigned into 55 and 25 function categories including signal transduction mechanisms,
transcription and metabolism etc. by GO and COG terms,respectively. The putative protein sequences of
the 21 R2R3-MYB genes contained the conserved domain of R2R3 and the conserved amino residues of

收稿日期:2015–08–28;修回日期:2015–12–08
基金项目:国家自然科学基金项目(31301754);辽宁省农业领域青年科技创新人才培养计划项目(2015059)
* 通信作者 Author for correspondence(E-mail:zhanghongjun@caas.cn)
Song Yang,Liu Hong-di,Zhang Hong-jun,Dou Lian-deng.
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2(G)and 4(W). Phylogenetic analysis showed that the blueberry R2R3-MYB genes could be divided into
11 subclasses. Six genes in S4,S5 and S6 subclass were thought to be involved in regulating the
biosynthesis of anthocyanin. RT-PCR results indicated that six genes were expressed in seven stages of
fruit development though differently expressed pattern. Six genes may play an important role in
pigmentation.
Key words:blueberry;transcriptome sequencing;R2R3-MYB;transcription factor;bioinformatics

阐明越橘果实着色和花青苷代谢调控机理对提高果实品质具有一定意义。近些年,利用高通量
测序结合生物信息学分析技术为许多生物的转录组学研究提供了新的研究思路和途径,该技术尤其
适于尚无基因组数据信息的物种。在苹果(Bai et al.,2014)、葡萄(Venturini et al.,2013)、甜橙
(Yu et al.,2012)、香蕉(Wang et al.,2012)和大豆(Gong et al.,2014)等多个物种的品质形成
机理研究中有广泛的应用。
越橘果实中含有丰富的花青苷,其在促进果实着色和提高植物抵御非生物胁迫以及提高人体免
疫力和清除自由基等方面具有一定作用(Neto,2007;Pourcel et al.,2007;Gordillo et al.,2009;
Basu et al.,2010;Rendeiro et al.,2012)。
调控植物花青苷的代谢过程基因主要是 WBM 复合体(WD40、bHLH 和 MYB)核心的
R2R3-MYB 转录因子。复合体中各蛋白之间的互作及它们与花青素合成酶(anthocyanindin synthase,
ANS)、二氢黄酮醇–4–还原酶(dihydroflavonol-4-reductase,DFR)和类黄酮葡萄糖基转移酶
(UDPG-flavonoid glucosyltransferase,UFGT)等花青苷合成结构基因的互作决定了花青苷合成的调
控(An et al.,2012;Xie et al.,2012)。矮牵牛 R2R3-MYB 基因 MYB27 可通过 C 端的 EAR 元件
与 bHLH 转录因子 AN1(ANTHOCYANIN1)和花青苷合成结构基因互作而调控花青苷的代谢(Albert
et al.,2014)。玉米 MYB 类转录因子 ZmC1 需要与 bHLH 转录因子互作,再启动 DFR 基因的表达,
而 ZmP 的表达则不需与 bHLH 互作,只需形成 MYB-WD40 二元复合体就可激活 DFR 的转录,但
与三元复合体相比,则缺少了激活 UFGT 的功能(Grotewold et al.,2000;Hernandez et al.,2004)。
近年已有学者开展了对越橘果实着色和花青苷代谢方面的研究。Zifkin 等(2012)构建了‘Rubel’
越橘果实不同发育阶段的 EST 数据库,分析了一些花青苷合成结构基因与花青苷含量的相关性。Li
等(2012)利用转录组测序法对‘北陆’越橘的成熟果皮和果肉进行了差异比较分析,发现有 22
个不同种类的转录因子存在显著差异,其中 MYB 类转录因子为 117 个。Rowland 等(2012)分析
了‘蓝丰’越橘的叶片、果实和花芽中转录组数据与冷驯化及花芽分化之间的关系。但这些研究尚
未涉及果实着色、花青苷代谢以及 R2R3-MYB 类转录因子的系统和分类研究。本研究中对‘泽西’
越橘不同发育阶段果实的转录组数据及 R2R3-MYB 类转录因子进行了研究,以期为越橘果实着色和
花青苷代谢的调控机制研究提供基本资料。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验于 2014 年 4—11 月在中国农业科学院果树研究所,农业部园艺作物种质资源利用重点实验
室(辽宁兴城)进行。试验材料为‘泽西’越橘(Vaccinimu corymbosum‘Jersey’)7 年生苗,采自
中国农业科学院果树研究所小浆果园。分别采集花后 35 d(绿果)、花后 45 d(白果)、花后 55 d(粉
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色初期果)、花后 60 d(50%粉色果)、花后 65 d(粉果)、花后 70 d(50%蓝色果)和花后 75 d(蓝
果)的果实(图 1),为保持试材的一致性,均采集花絮顶端的果实(最先成熟),采后立即用液氮
速冻,–70 ℃保存。
1.2 文库构建和测序
果实组织的总 RNA 提取参照 Cheng 等(1993)的方法略有改动(增加 1 次氯仿︰异戊醇抽提;
加入10 mol · L-1 LiCl后于–20 ℃过夜)。使用1.2%琼脂糖凝胶电泳、Agilent 2100分析仪和NanoDrop
分光光度计检测总 RNA 的完整性、纯度和质量。然后等量混合 7 个不同发育时期的 RNA 样品,用
于测序文库构建。反转录试剂盒和荧光定量 PCR 试剂盒购自 Fermentas 公司(美国)。大肠杆菌
Escherichia coli DH5α 购自北京天根公司,引物合成和基因测序由上海生工公司完成。
文库构建和测序由深圳华大基因公司完成(http://www. genomics. cn)。步骤如下:样品总 RNA
使用 DNaseⅠ消化后,用带有 Oligo(dT)的磁珠富集 mRNA,将 mRNA 打成短片段后合成一链 cDNA
和二链 cDNA,纯化回收、修复粘性末端、于 cDNA 的 3′末端加上碱基‘A’并连接接头,然后进
行片段大小选择,最后进行 PCR 扩增构建文库。构建好的文库使用 Agelent 2100 Bioanalyzer 和 ABI
Step OnePlus Real-Time PCR System 质检合格后,使用 Illumina HiSeq 2000 测序仪进行测序。
1.3 序列分析、转录物功能注释和分类
对所获原始数据进行去除接头序列和低质量 reads,获得 Clean Data;对测序数据的成分和质量
进行评估;使用短 reads 组装软件 Trinity 进行组装,对组装出来的序列进行长度分布统计。将获得
的序列注释到 NT、NR 和 Swiss-Prot 等数据库上,并对注释到每个库以及所有注释上的序列数量进
行统计。将所得序列与 COG 数据库(http://www. ncbi. nlm. nih. gov/COG)进行比对分析,获得越
橘转录基因的 COG 功能注释及功能分类。根据 NR 注释信息得到 GO 功能注释,对所有序列做 GO
功能注释和分类统计。
利用软件 Weblogo 3(http://weblogo. threeplusone. com)和 CLC Sequence Viewer 6(http://www.
cacbio. com)分析越橘 R2R3-MYB 蛋白的保守序列。利用软件 MEGA 4(http://www. megasoftware.
net)并引入拟南芥 R2R3-MYB 蛋白对越橘 R2R3-MYB 蛋白进行亚组分类。拟南芥 R2R3-MYB 蛋
白序列下载于拟南芥基因组网站(http://arabidopsis. org)。利用软件 MEME(http://meme. sdsc.
edu/meme/meme-intro. html)分析越橘 R2R3-MYB 基因的保守元件。
1.4 实时荧光定量PCR分析
分别提取花后 35、45、55、60、65、70 和 75 d 果实的总 RNA,反转录合成 cDNA。依据 VcMYB
基因的核酸序列设计荧光定量引物,以 VcGAPDH(GenBank accession 为 AY123769)为管家基因进
行定量 PCR 分析,引物见表 1。
表 1 荧光定量 PCR 引物
Table 1 Primers used to fluorescent quantitative PCR
基因
Gene
登录号
Accession
No.
正向引物序列(5′–3′)
Forward primer sequence
反向引物序列(5′–3′)
Reverse primer sequence
退火温
度/℃
Ta
扩增长度/bp
Amplicon
length
VcMYB4
VcMYB21
VcMYB9
VcMYB10
VcMYB17
VcMYB1
KT225482
KT225483
KT225484
KT225485
KT225486
KT225487
CGGTGGGCATTGATAGCTGGAAG
CAGGAAGATTGCCAGGGCGAACC
GCAGAAAGTCCATAACCCAAAGC
CGGGACGAACAGATAATGAGATA
ATCAATCATCCACAGCCAAACAT
CATACGGCCTCAACCACGAACCT
GGTTCGGTCTTTGTCTTTGGTGC
GCAGAAGAAGCTGTTGCAGTGGG
CATTACCAACAAGAAACCCAACG
TTGTCGGATTGTGAGTAGTAGTGAA
TGGTATCCTCACAAGGCATTAGA
GTCCACGTCATCATACCTCTGCTAAT
64
65
61
61
60
64
197
172
167
198
190
201

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首先利用普通 PCR 进行序列验证,目的基因经 PCR 扩增、回收、转化大肠杆菌后,由上海生
工完成测序。基因序列确定后,进行荧光定量分析,荧光定量仪器为 Bio-Rad IQ5。定量 PCR 设 3
次重复,反应体系为:SYBR GreenⅠ10 μL,引物浓度为 0.4 μmol · L-1,模板 1.5 μL,用双蒸水调至
20 μL。定量 PCR 反应程序:95 ℃预变性 4 min,95 ℃ 10 s,60 ~ 65 ℃ 30 s,72 ℃ 30 s,45 个
循环;每个循环第 3 步采集荧光信号,最后退火温度至 66 ℃,每隔 31 s 上升 0.5 ℃至 95 ℃变性 1
min。使用 2-ΔΔCT 法分析定量数据。
2 结果与分析
2.1 果实发育不同时期的表型变化
分别采集‘泽西’越橘在花后 35、45、55、60、65、70 和 75 d 的果实,如图 1 所示,随着果
实的成熟,果皮和果肉的颜色呈逐渐加深的变化趋势。












图 1 果实发育过程中表型变化
Fig. 1 The change of phenotype during fruit development

2.2 测序数据分析
使用 1.2%琼脂糖凝胶电泳和 NanoDrop 分光光度计检测样品的总 RNA 质量,结果表明,18S 和
28S 条带清晰完整,纯度较高,可满足下一步测序和文库构建要求。Agilent 2100 分析仪对文库质量
进行检测,结果显示可以满足后续的测序要求。
对越橘果实文库进行 De novo 转录组测序,共获得 6.01 Gb 的有效数据。然后对所获数据进行
De novo 拼接,所得的 contig 总长度为 26.85 Mb,平均长度为 772 bp,N50 长度为 1 720 bp。对 contig
的长度进行分布统计,200 ~ 400 bp 所占比例最大(58.5%),5 802 ~ 6 000 bp 所占比例最小(0.1%)。
根据 contig 数据信息进行聚类和拼接,共得到 Unigene 序列 60 481 条。Unigene 序列总长度为 23.23
Mb,平均长度为 1 862 bp,N50 达到 3 034 bp。其中,长度大于 4 000 bp 的 Unigene 有 6 676 条,
所占比例为 11.04%。
2.3 功能注释和分类
首先把 60 481 条 Unigene 序列在 NT、NR 和 Swiss-Prot 等数据库上进行数据比对。结果表明有
39 612 条 Unigene 序列(占总数的 65.49%)具有同源信息,20 869 个 Unigene 无匹配信息。对具有
同源信息的 39 612 条 Unigene 序列进行 COG 和 GO 功能注释和功能分类。
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在 COG 功能注释分类中,有 14 220 个 Unigene(35.89%)具有功能注释信息,归类为 25 个 COG
功能类别(图 2)。涉及植物次生物质合成、代谢和转运(5%)、氨基酸转运与代谢(6.9%)、核
酸转运与代谢(1.6%)、信号转导(14.5%)、转录与调控(20%)和防御机制(2.5%)等一些生
理生化途径。

















图 2 转录组 Unigene 序列 COG 功能分类
Fig. 2 COG function classification of transcriptomes unigenes

在 GO 功能注释归类中,有 28 470 个 Unigene(71.87%)具有功能注释信息,平均每条序列 8.07
个 GO 功能注释,归类为生物学过程、细胞组分和分子功能。这 3 类功能可分别细化为 22、17 和
16 个亚类(图 3)。在生物学过程分类中,主要是细胞过程(Celluar process)(62.63%)比例最高,
代谢过程(Metabolic process)(60.41%)次之,运动力(Locomotion)比例最低,仅占 0.1%(32
个)。细胞组分分类中,细胞(Cell)、细胞部分(Cell part)和细胞器(Organelle)所占比例较大,
分别为 75.03%、75.03%和 60.63%,病毒体(Virion)和病毒体部分(Virion part)比例最低,均为
0.03%(9 个)。分子功能分类中,催化活性(Catalytic activity)和蛋白结合(Binding)所占比例较
高,分别为 49.23%和 47.82%,通道调节因子(Channel regulator activity)最低,仅为 0.01%(3 个)。
2.4 越橘R2R3-MYB基因序列分析
通过越橘转录组测序在 NR、NT 和 Swiss-Prot 等数据库比对,共获得 88 个 MYB 基因(除重复
序列),其中 21 个基因具有 R2R3 结构域(表 2)。其中,VcMYB9 与 VcMYBPA1 的相似度达 9.00E-162,
VcMYBPA1 已发表(Zifkin et al.,2012),GenBank 登录号为 JQ085966。
使用 WebLogo 3 和 CLC Sequence Viewer 6 分析所获 21 个基因的 R2R3 保守结构域,这 21 条
序列均包含 R2R3 结构域,该结构域是高度保守的,在该区域 2(G)、4(W)、8 ~ 9(E、D)、12
(L)、20(G)和 40 ~ 46(K、S、C、R、L、R、W)等 30 个位点保守不变(图 4 和图 5)。

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图 3 转录组 Unigene 序列 GO 功能分类
Fig. 3 GO function classification of transcriptomes unigenes

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表 2 越橘中已知的 R2R3-MYB 基因
Table 2 The known R2R3-MYB genes in blueberry
基因名称
Gene name
本地登录号
Locus name
阅读框/bp
ORF
蛋白/aa
Protein
比对到 NT 中的序列名
Sequence name blast to NT
E-value
VcMYB1
VcMYB2
VcMYB3
VcMYB4
VcMYB5
VcMYB6
VcMYB7
VcMYB8
VcMYB9
VcMYB10
VcMYB11
VcMYB12
VcMYB13
VcMYB14
VcMYB15
VcMYB16
VcMYB17
VcMYB18
VcMYB19
VcMYB20
VcMYB21
CL2214
CL3425
CL3505
CL4342
CL4966
CL4985
CL6244
CL7900
CL8776
Unigene274
Unigene2878
Unigene7937
Unigene8574
Unigene10378
Unigene10499
Unigene11379
Unigene11872
Unigene12108
Unigene13415
Unigene15215
Unigene15786
749
962
1 481
659
1 157
866
1 124
878
809
1 001
998
1 046
917
1 097
812
734
764
620
995
827
695
250
321
494
220
386
289
375
293
270
334
333
349
306
366
271
245
255
207
332
276
232
gi|220979400
gi|470126784
gi|350538852
gi|359488126
gi|225452872
gi|350537574
gi|212960296
gi|359488281
gi|359300579
gi|359478457
gi|333101822
gi|359495719
gi|356571803
gi|302398916
gi|359497476
gi|225447696
gi|225442141
gi|359491527
gi|302398916
gi|71041103
gi|301602318
4.00E-70
6.00E-62
1.00E-70
6.00E-64
2.00E-64
7.00E-73
1.00E-108
1.00E-116
9.00E-162
1.00E-81
7.00E-92
1.00E-71
1.00E-99
3.00E-48
2.00E-89
4.00E-37
9.00E-63
2.00E-75
4.00E-44
1.00E-80
1.00E-164





















图 4 ‘泽西’越橘 R2R3-MYB 蛋白的 R2R3 保守结构域分析
柱形图表示相同氨基酸的百分比。
Fig. 4 Sequence analysis of the R2R3 conserved domain in‘Jersey’blueberry R2R3-MYB proteins
The column chart indicate the percent of the same amino acids.

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Analysis of transcriptome and R2R3-MYB transcription factors in blueberry fruit.
2390 Acta Horticulturae Sinica,2015,42 (12):2383–2394.










图 5 ‘泽西’越橘 R2R3-MYB 蛋白的 R2R3 保守结构域序列标签
Fig. 5 The conserved domain logo of the R2R3 in‘Jersey’blueberry R2R3-MYB proteins
2.5 越橘R2R3-MYB基因进化树分析
利用软件 MEGA 4 对 21 条越橘 R2R3-MYB 蛋白和 126 个拟南芥 R2R3-MYB 蛋白进行进化分
析。结果表明,可归类为 11 个亚组(图 6)。























图 6 ‘泽西’越橘和拟南芥 R2R3-MYB 蛋白保守域亚组分类和系统发生分析
Fig. 6 Subgroup division and phylogenetic relationships of R2R3-MYB proteins of‘Jersey’blueberry and Arabidopsis
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越橘果实转录组及 R2R3-MYB 转录因子分析.
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VcMYB2 和 VcMYB13 属于 S1 亚组;VcMYB4 和 VcMYB21 属于 S4 亚组;VcMYB9、VcMYB10
和 VcMYB17 属于 S5 亚组;VcMYB1 属于 S6 亚组;VcMYB5 属于 S9 亚组;VcMYB12 属于 S11
亚组;VcMYB7 属于 S13 亚组;VcMYB11 和 VcMYB20 属于 S14 亚组;VcMYB18 属于 S15 亚组;
VcMYB3 属于 S18 亚组;VcMYB14 和 VcMYB19 属于 S23 亚组。其中涉及到花青苷代谢的有 S4、
S5 和 S6 亚组,包括 VcMYB4、VcMYB421、VcMYB9、VcMYB10、VcMYB17 和 VcMYB1。
2.6 越橘R2R3-MYB基因保守元件分析
用 MEME 软件分析越橘 R2R3-MYB 蛋白保守元件。结果表明越橘 R2R3-MYB 蛋白包含 4 个保
守元件:元件 1 和元件 2 为 R2 保守元件;元件 3 为 R3 保守元件;除 VcMYB1、VcMYB3、VcMYB4、
VcMYB12、VcMYB14、VcMYB18、VcMYB19 和 VcMYB21 外,其他序列均含有元件 4(图 7)。




























图 7 ‘泽西’越橘 R2R3-MYB 蛋白保守元件分布图
Fig. 7 Distribution of the identified motif in R2R3-MYB proteins of‘Jersey’blueberry

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2.7 越橘R2R3-MYB基因在果实不同发育阶段的表达分析
在果实发育过程中,VcMYB4 和 VcMYB21 总体呈先下降后升高的趋势,分别在花后 70 d 和 65 d
达到最低值,在果实完全成熟时(花后 75 d,蓝果)略有升高(图 8)。推测 VcMYB4 和 VcMYB21
的表达水平与花青苷合成有一定关系,VcMYB4 和 VcMYB21 在果实发育前期的下调表达,可能促进
了花青苷的合成。从花后 35 d 到花后 60 d(50%粉果),VcMYB9 呈下降趋势,之后迅速升高,在
花后 70 d 达最大值,在果实完熟时(花后 75 d)略有下降,推测 VcMYB9 进入粉果期后开始促进花
青苷合成。VcMYB10、VcMYB17 和 VcMYB1 总体呈持续升高趋势,均在花后 70 d 达最大值,之后
略有下降。推测从绿果期开始到果实完全成熟,VcMYB10、VcMYB17 和 VcMYB1 持续的上调表达可
促进花青苷合成。




















图 8 果实发育过程中 R2R3-VcMYB 基因表达变化
Fig. 8 The changes of relative expression of R2R3-VcMYB during fruit development
3 讨论
新一代高通量测序技术已广泛应用到植物基因组学和转录组学的研究,但越橘属(Vaccinium
spp.)植物的转录组学研究还很少。De novo 高通量测序具有速度快、信息量大和效率高等特点,适
合于没有参考基因组信息的物种转录组学研究。Szymanski 等(2014)和 Zhang 等(2014)利用转
录组测序分别分析了拟南芥甘油酯代谢响应光照强度和温度变化的分子机制及拟南芥花粉发育突变
体 cep1 中 872 个差异表达的基因。Liu 等(2014)利用该方法找到了拟南芥根形成的关键基因 WOX11
宋 杨,刘红弟,张红军,窦连登.
越橘果实转录组及 R2R3-MYB 转录因子分析.
园艺学报,2015,42 (12):2383–2394. 2393
和 WOX12(WUSCHEL RELATED HOMEOBOX11 和 WUSCHEL RELATED HOMEOBOX12)。Li 等
(2012)利用 De novo 测序技术分析了‘北陆’越橘果皮和果肉中转录组的差异,结果共获得了 4.8
Gb 的碱基序列,Unigene 平均长度为 735 bp,具有功能注释信息的 Unigene 为 25 376 个。本研究中
获得的有效数据 6.01 Gb,Unigene 平均长度 1 862 bp,注释序列 39 612 个,说明本研究所得的数据
量和数据信息较为丰富。Rowland 等(2012)使用 454 高通量测序技术研究了‘蓝丰’越橘叶片、
果实和花芽的转录组信息与冷驯化和发芽分化的相关性,发现有 14 条基因的表达情况与预测的表达
模式相似。因此,通过转录组测序结合生物信息学分析及定量表达分析的方法寻找与越橘果实着色
和花青苷代谢密切相关的基因也应该是可行的。
本研究中利用 De novo 测序技术对‘泽西’越橘不同发育阶段果实的转录组进行测序,研究果
实成熟和着色过程中重要的表达基因。为完整获得果实生长过程的转录组信息,本研究中采用混合
取样的方法,选取果实的绿果期、白果期、粉色初期、50%粉色期、粉果期、50%蓝色期和蓝果期
作为取样对象构建转录组测序文库。结果共得到 60 481 个 Unigene 数据,其中 39 612 个 Unigene 可
在 NR、Nt 和 SwissProt 等数据库上得到注释信息。另外 34.5%的数据未能获得注释信息,疑是片段
过短或基因注释信息匮乏等原因,亦可能是越橘属植物中特有的基因。
MYB 转录因子作为植物中最大的一类转录因子基因,涉及到生理代谢和环境响应等多个生命
活动。具有 2 个 R 基序(1 ~ 4 个氨基酸重复序列)的 R2R3-MYB 类转录因子作为调控基因参与植
物次生物质代谢、细胞形态建成和对非生物、生物胁迫的响应等许多生物学过程。随着全基因组测
序的完成,在拟南芥中发现了 126 个 R2R3-MYB 基因(Dubos et al.,2010),水稻中发现 95 个(Feller
et al.,2011),杨树在 100 个以上(Wilkins et al.,2009)。目前,越橘中已发现的 MYB 基因有 120
个左右,而 R2R3-MYB 基因的数量尚无统计分析。本研究中共得到 88 个 MYB 基因,其中 R2R3-MYB
基因为 21 个,数量低于其他物种。因此,越橘 R2R3-MYB 基因还有待于进一步挖掘和研究。
通过荧光定量 PCR 结果分析发现,6 个 R2R3-VcMYB 基因均与果实着色有一定的相关性。在绿
果期(花后 35 d),VcMYB4 和 VcMYB21 的相对表达量为最大值,伴随这两个基因表达量的下降,
果实颜色逐渐加深。暗示 VcMYB4 和 VcMYB21 的高表达可能抑制了果实着色。在果实发育的 7 个
时期,VcMYB10、VcMYB17 和 VcMYB1 总体表现为持续升高,推测这 3 个基因可能在整个果实发育
过程正向调控果实着色和花青苷合成。VcMYB9 在果实着色前期(绿果期至 50%粉果期)的表达呈
下降趋势,之后迅速升高,它可能在果实着色后期行使促进果实着色的功能。参考拟南芥 R2R3-MYB
基因的功能,推测越橘 VcMYB4 和 VcMYB21 可抑制 DFR、ANS 和 ANR 的表达,进而抑制原花色素
的合成;VcMYB9、VcMYB10 和 VcMYB17 可激活 DFR、ANS 和 ANR 的转录,VcMYB1 可促进 DFR
和 ANS 的表达,从而调控花青苷和原花色素的合成。目前,这 6 个基因的生物学功能只是基于荧光
定量表达分析和参考拟南芥的基因功能,究竟它们的功能是否如此,还需进一步研究。

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