冬瓜不同颜色果皮的代谢组和转录组联合分析

【作者】 闫晋强； 孙飘云； 刘文睿； 谢大森； 何晓明； 王敏； 彭庆务； 林毓娥； 梁肇均； 江彪；

【机构】 广东省农业科学院蔬菜研究所； 广东省蔬菜新技术研究重点实验室；

【摘要】 冬瓜的果皮颜色不仅是判断果实成熟与否的关键评价指标,也是直接的外观品质性状。果实的着色程度与果皮花色苷的种类及含量密切相关。长期以来,果皮颜色的形成及调控机理一直是国内外学者的研究热点。课题组前期以果皮墨绿色与黄色冬瓜自交系构建6世代群体为材料研究果皮颜色的遗传规律,结果表明冬瓜果皮颜色性状由单基因控制,墨绿色对黄色为显性。本试验中以黄果皮自交系B214和墨绿果皮自交系B227的成熟果果皮为材料,开展转录组和代谢组联合分析,旨在揭示影响冬瓜果皮颜色的代谢物及转录调控机制。代谢组分析结果显示,二者之间共229个代谢物含量存在显著差异,包括花青苷类4个、黄烷酮类5个、黄酮类25个、碳苷黄酮25个、黄酮醇类12个和异黄酮类3个。在4个花青苷类物质中,松香花青素–O–己糖苷和天竺葵色素–3-O–丙二酰己糖苷仅存在于B214中,但B214中矢车菊素–3-O–葡萄糖苷和锦葵色素–3-O–半乳糖苷的含量显著低于B227。B214中几乎所有的碳苷黄酮类代谢物含量均高于B227,表明碳苷黄酮类代谢物可能与浅色显色有一定关系。转录组分析结果表明,色素代谢通路中的多个关键基因在B214和B227成熟果皮中表达存在显著差异,如F3’H在B227中的表达量远高于B214中的表达量。此外,包括MYB和bHLHs在内的多个转录因子家族成员的表达在二者之间也存在显著差异。以上研究结果表明,虽然冬瓜果皮颜色由单基因控制,但控制果皮颜色形成的代谢物及果皮颜色形成中的关键基因表达是一个复杂的调控网络。更多还原