比较转录组分析确定了多毛兜兰花色变异的重要基因和调控途径,BMC Plant Biology

多毛兜兰属兰科植物，以观赏价值着称于世界，因过度开发易受伤害，被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》附录一，防止其跨境贸易。花色的变化导致不同的花卉图案是其高观赏价值的主要特征。然而，P. hirsutissimum 颜色形成的分子机制仍未得到探索。在本研究中，我们利用兜兰植物花瓣和唇瓣颜色的自然变异，并使用比较转录组分析和色素测量来探索与多毛兜兰花颜色变异相关的重要基因、代谢物和调控途径。我们观察到减少的花青素和类黄酮含量以及稍高的类胡萝卜素是造成白化花表型的原因。比较转录组分析确定了正常和白化唇瓣之间的 3287 个差异表达基因 (DEG)，以及正常和白化花瓣之间的 3634 个差异表达基因。与正常花相比，在白化唇瓣和花瓣中，两种编码黄烷酮 3-羟化酶 (F3H) 的基因和一种编码查耳酮合酶 (CHS) 的基因被强烈下调。由于 F3H 和 CHS 都催化花青素生物合成途径中的重要步骤，这些基因的下调可能通过花青素的下调积累导致白化花表型。然而，我们观察到主要类胡萝卜素生物合成基因的下调，包括 VDE、NCED 和 ABA2 与白化花中增加的类胡萝卜素积累不一致，表明类胡萝卜素积累可能在转录后或翻译水平受到控制。此外，我们确定了几个关键的转录因子（MYB73、MYB61、bHLH14、bHLH106、MADS-SOC1、AP2/ERF1、ERF26 和 ERF87），它们可能调节与多毛毛霉菌花色形成有关的结构基因。重要的是，其中一些候选 TF 的过度表达增加了烟叶中花青素的积累，这为这些 TF 在花色形成中的作用提供了重要证据，可能是通过调节花青素途径的关键结构基因。这里鉴定的基因可能是育种 P.

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