2017-06-21
同一物種不同品種之間在不同發育時期的基因表達模式是否存在差異？對個體發育是否有直接的影響？2016年6月，南京農業大學在Scientific Reports雜志發表一篇題為Distinct transcriptome profiles reveal gene expression patterns during fruit development and maturation in five main cultivated species of pear (Pyrus L.)的文章，文中通過五種栽培品種梨的七個生長節點的RNA測序數據，揭示果實代謝過程中的主要差異。采用碭山酥梨作為參考基因組，分析果實發育的多樣性，和差異表達基因。
選擇五種栽培種代表做轉錄組（豐水，鴨梨，庫爾勒，南國梨，紅星），揭示基因表達模式和探討不同品種特性之間的關系。發現有33136個基因比對到參考基因組，發現在成熟期和衰老期，比率相對比較低。
利用RPKM值做進化樹，結果顯示樣品分為了兩組，組I和組II。大多數的坐果期和果實生理落果期被聚集在組I中。西洋梨紅星單獨是子集B，其他東方梨是子集A。組II也被分為兩個子集，C中是所有東方梨整個發育階段到成熟期，D中是所有品種的收獲后的時期樣本，以及西洋梨紅星的三個發育階段。
基于果實發育后期基因表達的熱圖，發現CKX（細胞分裂素氧化酶）在五種品種是差異表達的。挑選乙烯合成中的限速酶和乙烯受體上的關鍵基因，不同品種間乙烯調控成熟特征有所不同。在沙梨中，乙烯受體和ACS在果實發育后期調控梨的成熟過程。
基因表達分析結果顯示，在南國梨發育中CCOMT相關基因表達量特別低，在其他四種品種表達量比較高。所以推測南國梨中可能有相對較高含量的H型木質素。在這些品種的成熟期，紅星有遠超其他品種的較高含量的果糖并且紅星中的檸檬酸在所有的五種品種的成熟期中含量也是最高的。
結果發現一些乙烯合成基因和多酚氧化酶相關基因相互作用，也反應了乙烯合成基因和乙烯反應基因的間接關系。基因的相互作用分析說明SAMS和LAC在梨果實發育中有緊密的聯系，一起調控乙烯合成。另外，基因通過間接復雜的互相作用可以控制細胞分裂、細胞組分、基因沉默和網絡中的調節功能。
紅星是多態性顯著的品種，有154404個SNP。接近兩倍高的多態性比率代表東方梨碭山酥梨和西方梨紅星在轉錄組水平有很多差異。在紅星中發現一個起始密碼子的SNP突變，其中包含有乙烯反應元件結合蛋白（EREBP）的功能域。
