萝卜全基因组抽薹开花相关基因的鉴定及比较基因组学分析

【作者】 汪精磊； 邱杨； 程锋； 段蒙蒙； 张晓辉； 李锡香；

【机构】 中国农业科学院蔬菜花卉研究所农业部园艺作物生物学与种质创制重点实验室；

【摘要】 以中国农业科学院蔬菜花卉研究所测序的萝卜36-2基因组注释信息及根、叶、薹、花、角果、愈伤组织转录组数据,以及拟南芥信息资源数据库(TAIR)拟南芥注释信息,十字花科数据库(BRAD)白菜、甘蓝基因组注释信息为基础,根据前人报道的拟南芥抽薹开花160个蛋白编码相关基因,使用blastp软件进行序列相似性搜索,使用SynOrths软件进行基因共线性分析,结合二者结果并使用MEGA6采用NJ法构建系统发育树,确定萝卜抽薹开花相关基因。(1)鉴定出萝卜抽薹开花相关基因253个,它们在萝卜各染色体分布是不均匀的,1号染色体上分布最多,占到19.43%,6号染色体上分布最少,仅占5.26%。在拟南芥160个抽薹开花相关基因中,有17个未在萝卜中找到同源基因,包括CAL、VIP3、ZTL等。采用相同方法在白菜、甘蓝中分别鉴定出抽薹开花相关基因276和267个。有1 1个基因在白菜或甘蓝中存在,而在萝卜中已丢失。(2)抽薹开花相关基因在萝卜中大量保留。控制抽薹开花时间的赤霉素途径基因保留率(84.00%)、光周期途径基因保留率(76.12%)、花器官形成及发育相关基因保留率(73.68%)均显著高于真核生物核心基因保留率(65.80%),春化途径相关基因保留率(65.31%)与真核生物核心基因保留率相当。4个途径基因保留率均显著高于拟南芥基因在萝卜中平均保留率(44.79%)。(3)在萝卜的253个抽薹开花相关基因中,只有3个基因[Rsa10004101(PRR3)、Rsa10007691(CDF2)和Rsa10016703(COP1)]在根、叶、薹、花、角果及愈伤组织未表达,有8个基因在花中特异表达,这8个基因中有7个与花器官形成与发育相关。更多还原