2025年3月29日 10:01 星期六
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油茶种仁脂肪酸代谢关键基因的挖掘与分析
作者:
作者单位:

黄冈师范学院生物与农业资源学院/经济林木种质改良与资源综合利用湖北省重点实验室， 湖北黄冈 438000

作者简介:

研究方向为植物遗传改良，E-mail ： 360028055@qq.com

通讯作者:

朱华国，研究方向为作物遗传改良及生物技术利用，E-mail ： zhuhuaguo@hgnu.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金（31660427）；湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队（T2023025）；湖北省教育厅科学技术研究项目（Q20222903）；黄冈师范学院高级别重大项目培育计划项目（204202314304）


Exploration and Analysis of Key Genes Involved in Fatty Acid Metabolism in Camellia oleifera Seeds Kernel
Author:
Affiliation:

College of Biology and Agricultural Resources， Huanggang Normal University/Hubei Key Laboratory of Economic Forest Germplasm Improvement and Resources Comprehensive Utilization， Huanggang 438000， Hubei

Fund Project:

Foundation projects： National Natural Science Foundation of China（31660427）； Excellent Young and Middle Aged Science and Technology Innovation Team of Higher Education Institutions in Hubei Province （T2023025）；Hubei Provincial Department of Education Science and Technology Research Foundation （Q20222903）； High Level Major Project Cultivation Plan Foundation of Huanggang Normal University （204202314304）

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    摘要:

    为挖掘油茶含油量及脂肪酸代谢的关键基因，对3个关键发育时期的油茶种仁进行转录组分析，并对富集的脂肪酸代谢关键基因表达量、含油量和各脂肪酸组分比例进行相关性分析。转录组分析表明，共获得17772个差异表达基因，其中11006个基因上调表达，6766个基因下调表达。GO分析表明，3个比较组共有的1302个差异表达基因富集到195个GO条目，每个比较组特有的差异表达基因分别富集到14个、1个和17个GO条目。KEGG分析显示，3个比较组共有的差异表达基因富集在类黄酮生物合成、苯丙烷生物合成、二芳基庚烷和姜酚生物合成、黄酮和黄酮醇生物合成以及谷胱甘肽代谢5条通路中。此外，在脂肪酸合成关键时期的Em0707vsEm1003比较组中，差异表达基因富集在脂肪酸生物合成、脂肪酸代谢、生物素代谢和丙酮酸代谢4条通路中，其中12个差异表达基因参与脂肪酸代谢通路；进一步测定不同时期种仁含油量和脂肪酸组分，并进行相关性分析，表明ACC、KASIII、PATE、KAT2和SAD基因的表达量与种仁含油量和油酸呈极显著正相关，KASIII、ACC、PATE和KAT2基因与棕榈酸呈极显著负相关，可能是调控油茶含油量及脂肪酸代谢相关的关键基因。上述研究为油茶遗传改良提供了科学依据。

    Abstract:

    To explore the key genes involved in oil content and fatty acid metabolism in Camellia oleifera， transcriptome analysis was performed on the kernel at three key developmental stages. Correlation analysis was conducted on the expression levels， oil content， and proportions of each fatty acid component of the enriched fatty acid metabolism key genes. Transcriptome analysis revealed 17772 differentially expressed genes （DEGs）， of which 11006 were up-regulated， and 6766 were down-regulated. Gene Ontology （GO） analysis showed that 1302 DEGs were enriched with 195 GO terms across the three comparative groups. DEGs in each pairwise group were enriched with 14， 1， and 17 GO terms. Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG） analysis showed that DEGs were enriched in five pathways： flavonoid biosynthesis， phenylpropanoid biosynthesis， diarylheptanoid and gingerol biosynthesis， and glutathione metabolism. During the critical period of fatty acid synthesis， in the Em0707vsEm1003 comparison group， DEGs were enriched in four pathways： fatty acid biosynthesis， fatty acid metabolism， biotin metabolism and pyruvate metabolism. Twelve DEGs were involved in the fatty acid metabolism pathway. Further determination of oil content and fatty acid composition at different stages of kernel development and correlation analysis， showed that the expression levels of ACC， KASIII， PATE， KAT2 and SAD genes were extremly significantly positively correlated with seed oil content and oleic acid. In contrast， KASIII， ACC， PATE， and KAT2 genes were extremly significantly negatively correlated with palmitic acid. These genes may be key regulators of oil content and fatty acid metabolism in Camellia oleifera， thus providing a scientific basis for future genetic improvement of Camellia oleifera.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

成新琪,吴诗颖,李欣悦,等.油茶种仁脂肪酸代谢关键基因的挖掘与分析[J].植物遗传资源学报,2025,26(3):589-601.

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  • 收稿日期:2024-06-19
  • 在线发布日期: 2025-03-07
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