Page 133 - 《广西植物》2025年第12期

１２ 期 汪弋碧等: 不同土壤条件对帕米尔报春花色多态的影响以及转录组学分析 ２ ２ ７ ５

Ａ. 紫色花ꎻ Ｂ. 浅紫色花ꎻ Ｃ. 浅白色花ꎻ Ｄ. 白色花ꎮ
Ａ. Ｐｕｒｐｌｅ ｆｌｏｗｅｒｓꎻ Ｂ. Ｌｉｇｈｔ ｐｕｒｐｌｅ ｆｌｏｗｅｒｓꎻ Ｃ. Ｌｉｇｈｔ ｗｈｉｔｅ ｆｌｏｗｅｒｓꎻ Ｄ. Ｗｈｉｔｅ ｆｌｏｗｅｒｓ.
图 １ 不同花色帕米尔报春图片
Ｆｉｇ. １ Ｐｒｉｍｕｌａ ｐａｍｉｒｉｃａ ｐｉｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｌｏｗｅｒ ｃｏｌｏｒｓ

系土壤相对含水量间存在差异ꎮ 进一步分析发 ( ＤＥＧｓ) ꎮ 与白色花花冠( ＬＷ) 相比ꎬ浅白色花花
现ꎬ在自然种群中ꎬ白色和浅白色花植株根系周 冠( ＬＬＷ) 、 浅 紫 色 花 花 冠 ( ＬＬＰ ) 和 紫 色 花 花 冠
边的土壤含水量显著高于紫色及浅紫色花植株 ( ＬＰ) 中均存在大量 ＤＥＧｓꎬ并且四者的表达上调
２
( Ｗａｌｄ χ ＝ １８０.９８ꎬ Ｐ < ０.００１) ꎮ 此外ꎬ不同颜色 基因 数 量 均 高 于 表 达 下 调 的 基 因 数 ( 图 ４ ) ꎮ
花植株根系土壤的矿物质元素含量也表现出显 ＬＬＷ 与 ＬＷ 对比共鉴定出 ２４ ３３２ 个 ＤＥＧｓꎬ其中
著性差异( 表 １) ꎬ其中紫色类群( 具紫色、浅紫色 １３６ 个基因表达显著上调ꎬ１３１ 个基因表达显著
花冠) 植株的土壤中ꎬＫ( Ｆ ＝ ４.３５ꎬ Ｐ< ０.０５) 、Ｍｇ 下调( 图 ４:Ａ) ꎻＬＬＰ 和 ＬＷ 对比共鉴定出 ２４ ４３２
( Ｆ ＝ １６.１０ꎬ Ｐ<０.０１) 、Ｆｅ( Ｆ ＝ １６.６３ꎬ Ｐ<０.０１) 、 ＤＥＧｓꎬ其中 ９０ 个基因表达显著上调ꎬ７７ 个基因
Ｍｎ( Ｆ ＝ ２１. ４４ꎬ Ｐ < ０. ００１ ) 、 Ｚｎ ( Ｆ ＝ ７. ４２ꎬ Ｐ < 表达显著下调( 图 ４:Ｂ) ꎻＬＰ 与 ＬＷ 对比共鉴定
０.０１) 、Ｃｕ( Ｆ ＝ ６.８９ꎬ Ｐ<０.０１) 的含量显著高于白 出 ２４ ４８１ 个 ＤＥＧｓꎬ其 中 ６９ 个 基 因 表 达 显 著 上
色类群( 具白色、浅白色花冠) 植株ꎮ 这些结果表 调ꎬ４９ 个基因表达 显 著 下 调 ( 图 ４:Ｃ) ꎮ 这 些 结
明ꎬ花色与根系土壤的水分及养分特征之间存在 果表明ꎬ随着花冠颜色的加深ꎬＤＥＧｓ 的上调趋势
显著关联ꎬ暗示植物花色分化可能受到土壤环境 更显著ꎬ暗示这些基因可能在花色形成过程中发
条件的潜在影响ꎮ 挥重要作用ꎮ
２.３ 不同颜色花冠的转录组学分析 ２.３.３ 转录组数据的 ＫＥＧＧ 和 ＧＯ 注释与分析 为
２.３.１ 帕米尔报春 ＲＮＡ 的测序和转录组从头组装 了进一步了解不同颜色的花之间转录组基因富集
以德国报春(Ｐｒｉｍｕｌａ ｖｕｌｇａｒｉｓ) 的基因组为参考ꎬ 情况ꎬ 我 们 对 ４ 种 颜 色 花 花 冠 的 ＤＥＧｓ 进 行 了
对 ４ 种颜色花花冠样本的转录组数据进行测序和 ＫＥＧＧ 途径富集分析ꎬ并利用修正后的 Ｐ 值评价各
分析ꎮ 在剔除接头序列、模糊读段和低质量读段 通路的显著性ꎮ 结果( 图 ５) 表明ꎬ浅白色花花冠
后ꎬ４ 种颜色花花冠样本的转录组数据的总基数为 (ＬＬＷ)与白色花花冠(ＬＷ)对比ꎬ显著富集的通路
６.７５ ~ ７.７９ Ｇꎬ平均深度为 ７.０３ Ｇꎮ 测序数据的 包括甘油磷脂代谢、维生素 Ｂ６ 代谢、类胡萝卜素

Ｑ３０ 值范围为 ９２.０９％ ~ ９２.６０％ꎬ平均为 ９２.２７％ 生物 合 成 和 氮 代 谢 ( 图 ５: Ａ)ꎻ 浅 紫 色 花 花 冠
(表 ２)ꎮ 这些高质量的测序数据为后续的转录组 (ＬＬＰ)与白色花花冠( ＬＷ) 对比ꎬ显著富集的通路

从头组装和分析提供了可靠的基础ꎮ 主要涉及 ＭＡＰＫ 信号通路和半胱氨酸和甲硫氨酸
２.３.２ 不同颜色花冠的差异基因表达与分析 为 代谢(图 ５:Ｂ)ꎻ紫色花花冠( ＬＰ ) 与白色花花冠
深入探究帕米尔报春花颜色分化的分子机制ꎬ本 (ＬＷ)对比ꎬ显著富集的通路包括苯丙素途径、嘧
研究利用该物种 ４ 种颜色花的花冠构建了 １２ 个 啶代谢途径、萜类骨架生物合成以及牛磺酸和次
文库ꎬ并进行高通量测序ꎮ 采用 ＤＥＳｅｑ２ 算法对 牛磺酸代谢( 图 ５:Ｃ)ꎮ 这些结果表明ꎬ不同颜色
测 序 数 据 进 行 分 析ꎬ 以 检 测 差 异 表 达 基 因 花冠的基因表达差异可能与特定代谢通路的富集