基于轉(zhuǎn)錄組挖掘葉用萵苣中花青素生物合成代謝關(guān)鍵基因

收稿日期：2024-06-27

基金項(xiàng)目：青海省科學(xué)技術(shù)廳重點(diǎn)研發(fā)與轉(zhuǎn)化計(jì)劃項(xiàng)目（2024-NK-106）

作者簡介：姜永強(qiáng)（1998-），男，安徽滁州人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)槭卟松砼c分子育種。（E-mail）jiangyongqiang0951@163.com

通訊作者：孫雪梅，（E-mail）13997091543@163.com

摘要：為探究調(diào)控葉用萵苣葉片花青素合成的主效基因，本研究對(duì)葉用萵苣大速生（綠色）和紫霞（紫色）的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，大速生和紫霞比較組中共檢測到7232個(gè)差異表達(dá)基因，其中相對(duì)表達(dá)量上升基因4214個(gè)，相對(duì)表達(dá)量下降基因3018個(gè)。KEGG數(shù)據(jù)庫富集分析結(jié)果表明，富集到代謝過程中的差異表達(dá)基因最多，花青素生物合成和次生代謝產(chǎn)物-其他抗生素生物合成通路中差異表達(dá)基因富集程度較高。在大速生和紫霞比較組中共鑒定到55個(gè)轉(zhuǎn)錄因子家族，差異表達(dá)基因大多數(shù)屬于MYB、bHLH、C2C2和AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子家族基因。從MYB轉(zhuǎn)錄因子基因中篩選出log2FC絕對(duì)值較大的LOC111917799，命名為LsMYB1基因。瞬時(shí)表達(dá)試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了LsMYB1基因可以調(diào)控花青素的生物合成。本研究結(jié)果為葉用萵苣葉色的分子遺傳機(jī)理及進(jìn)一步的基因功能研究奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：葉用萵苣；花青素；轉(zhuǎn)錄組；差異表達(dá)基因

中圖分類號(hào)：S636.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-4440（2025）01-0150-11

IdentificationofkeygenesinvolvedinanthocyaninbiosynthesisinLactucasativaL.basedontranscriptomeanalysis

JIANGYongqiang^1，2，WANGLihui^1，2，SUNXuemei^1，2

（1.AcademyofAgricultureandForestrySciences，QinghaiUniversity，Xining810016，China;2.QinghaiKeyLaboratoryofVegetableGeneticsandPhysiology，Xining810016，China）

Abstract：InordertoexplorethemajoreffectivegenesregulatinganthocyaninsynthesisinLactucasativaL.，thisstudyanalyzedthetranscriptomedataofDasusheng（green）andZixia（purple）.Theresultsshowedthatatotalof7232differentiallyexpressedgenesweredetectedinthecomparisongroupofDasushengandZixia，including4214geneswithincreasedrelativeexpressionand3018geneswithdecreasedrelativeexpression.TheresultsofKEGGdatabaseenrichmentanalysisindicatedthatthemostdifferentiallyexpressedgeneswereenrichedinthemetabolicprocess，andtheenrichmentdegreesofthedifferentiallyexpressedgenesinanthocyaninbiosynthesisandsecondarymetabolite-otherantibioticbiosynthesispathwayswererelativelyhigh.Atotalof55transcriptionfactorfamilieswereidentifiedinthecomparisongroupofDasushengandZixia.MostofthedifferentiallyexpressedgenesbelongedtotheMYB，bHLH，C2C2andAP2/ERFtranscriptionfactorfamilygenes.LOC111917799withalargerabsolutevalueoflog2FCwasscreenedoutfromtheMYBtranscriptionfactorgenesandnamedasLsMYB1.ThetransientexpressionexperimentverifiedthattheLsMYB1genecouldregulatethebiosynthesisofanthocyanins.Theresultsofthisstudylayafoundationforthemoleculargeneticmechanismofleafcolorinleaflettuceandfurtherresearchongenefunction.

Keywords：LactucasativaL.；anthocyanins;transcriptome；differentiallyexpressedgenes

葉用萵苣（LactucasativaL.）俗稱生菜，屬于菊科萵苣屬，為一年生或二年生草本植物，起源于地中海沿岸。葉用萵苣的種植面積逐年擴(kuò)大，現(xiàn)已成為全球消費(fèi)量最大的蔬菜之一，深受消費(fèi)者喜愛^[1-2]。葉用萵苣葉片富含維生素C、維生素E、葉酸、多酚和膳食纖維等營養(yǎng)成分^[3-4]，能夠刺激胃液分泌，促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，增強(qiáng)消化吸收功能，預(yù)防便秘，因此它被譽(yù)為“減肥蔬菜”^[5]。根據(jù)葉片顏色，葉用萵苣可分為綠葉葉用萵苣和紫葉葉用萵苣兩大類，其中紫葉葉用萵苣富含花青素^[6]，這種天然色素不僅賦予了葉片獨(dú)特的紫色，還具有抗氧化功能^[7-10]。

花青素是類黃酮的一種，是廣泛存在于高等植物中的水溶性次生代謝物。它不僅為果實(shí)與花朵增添了鮮艷的色彩，還能吸引傳粉昆蟲和鳥類，促進(jìn)花粉與種子的傳播，從而為植物的繁殖和遺傳多樣性做出貢獻(xiàn)^[11]。花青素主要分布于植物細(xì)胞的液泡中，能提高植物抗逆能力，如耐寒、耐旱及耐鹽能力^[12]。花青素的生物合成經(jīng)過苯丙烷生物合成途徑^[13]，涉及多個(gè)結(jié)構(gòu)基因^[14]。同時(shí)，轉(zhuǎn)錄因子MYB、bHLH和WD40通過相互作用形成MYB-bHLH-WD40（MBW）復(fù)合體，該復(fù)合體能夠調(diào)控花青素生物合成途徑中關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄，在多種植物中具有高度保守性^[15]。

轉(zhuǎn)錄組測序（RNA-seq）技術(shù)利用高通量測序方法，對(duì)細(xì)胞或組織內(nèi)的mRNA、小RNA（SmallRNA）以及非編碼RNA（No-codingRNA）等轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行全面或部分測序與分析，從而揭示基因表達(dá)的動(dòng)態(tài)變化及其調(diào)控網(wǎng)絡(luò)^[16-17]。轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)能夠解析基因與生物性狀之間的關(guān)聯(lián)性，是研究基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制強(qiáng)有力的工具^[18-20]。目前花青素的生物合成途徑已被深入研究。Zong等^[21]通過轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)找到調(diào)控枸杞花青素合成的MYB轉(zhuǎn)錄因子，該轉(zhuǎn)錄因子能夠促進(jìn)花青素的生物合成，在轉(zhuǎn)基因番茄中，MYB轉(zhuǎn)錄因子的功能也得到了驗(yàn)證。Li等^[22]對(duì)比了獼猴桃紅肉品種與綠肉品種的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，篩選出6種與花青素生物合成途徑密切相關(guān)的基因。Tian等^[23]通過分析海棠葉片的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，篩選出在低溫和高光照脅迫條件下誘導(dǎo)花青素積累的差異表達(dá)基因。第二代測序技術(shù)以其高通量和高效率的特點(diǎn)，極大地推動(dòng)了不同顏色植物組織中差異表達(dá)基因的篩選。本研究擬以葉用萵苣大速生和紫霞為試驗(yàn)材料，利用IlluminaNovaSeq進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序分析，探究葉用萵苣葉片顏色形成的關(guān)鍵基因。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)選用大速生（綠色葉用萵苣）和紫霞（紫色葉用萵苣）2個(gè)萵苣品種，種植于青海大學(xué)園藝創(chuàng)新基地（36°43′6″N，101°45′15″E）。在萵苣成熟期，選取長勢(shì)一致的植株，取莖基部向上第4片葉，每個(gè)品種設(shè)3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。葉片立刻用液氮冷凍，于-80℃冰箱保存。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1總RNA的提取利用TaKaRaMiniBESTPlantRNAExtractionKit總RNA提取試劑盒，提取大速生和紫霞葉片的總RNA。利用Nanodrop濃度測定儀測定提取到的RNA濃度。并通過1.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測RNA的完整性和純度，確保提取的RNA的質(zhì)量滿足文庫構(gòu)建和高通量測序試驗(yàn)的要求。

1.2.2轉(zhuǎn)錄組文庫的構(gòu)建和測序利用含胸腺嘧啶的Oligo（dT）磁珠技術(shù)，從總RNA中選擇性富集真核生物mRNA。富集的mRNA被隨機(jī)打斷形成一系列mRNA短片段，隨后以這些mRNA短片段作為模板，合成雙鏈cDNA。利用PCR技術(shù)對(duì)雙鏈cDNA片段進(jìn)行擴(kuò)增，構(gòu)建cDNA文庫。新構(gòu)建的cDNA文庫經(jīng)Qubit2.0熒光定量儀進(jìn)行定量分析，并使用Agilent2100生物分析儀檢測插入片段的大小。完成這些步驟后，使用IlluminaNovaSeq6000平臺(tái)進(jìn)行高通量測序。轉(zhuǎn)錄組文庫的構(gòu)建和測序工作由南京集思慧遠(yuǎn)生物科技有限公司完成。

1.2.3測序數(shù)據(jù)組裝與分析對(duì)原始測序數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量過濾，去除測序過程可能引入的低質(zhì)量序列和低復(fù)雜性區(qū)域。僅保留高質(zhì)量的序列用于后續(xù)的數(shù)據(jù)分析。剔除低質(zhì)量數(shù)據(jù)后，對(duì)剩余的高質(zhì)量序列進(jìn)行數(shù)據(jù)組裝。利用HISAT2軟件^[24]將過濾后的高質(zhì)量序列與參考基因組和基因注釋文件（基因登錄號(hào)：GCF_002870075.4）進(jìn)行比對(duì)，對(duì)比對(duì)結(jié)果進(jìn)行基因注釋。

1.2.4差異表達(dá)基因分析本研究利用DESeq2軟件^[25]對(duì)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析，得到大速生與紫霞之間的差異表達(dá)基因。設(shè)定的篩選閾值為，log2FC的絕對(duì)值≥1，假發(fā)現(xiàn)率（FDR）＜0.05。FC表示差異倍數(shù)。

1.2.5差異表達(dá)基因功能注釋、分類和花青素合成代謝通路分析為了對(duì)篩選出的差異表達(dá)基因進(jìn)行全面分析，結(jié)合多個(gè)公共數(shù)據(jù)庫資源，對(duì)差異表達(dá)基因的功能進(jìn)行注釋和分類。數(shù)據(jù)庫主要包括非冗余蛋白氨基酸序列數(shù)據(jù)庫（NR）、蛋白質(zhì)氨基酸序列數(shù)據(jù)庫（SwissProt）、真核生物蛋白相鄰類的聚簇（KOG）、京都基因與基因組百科全書（KEGG）、基因本體（GO）、同源蛋白簇（COG）和Pfam。將大速生與紫霞品種間顯著差異表達(dá)的基因進(jìn)行功能定位，并進(jìn)一步利用GO數(shù)據(jù)庫和KEGG數(shù)據(jù)庫對(duì)差異表達(dá)基因進(jìn)行分類和通路分析，重點(diǎn)篩選和收集與花青素生物合成密切相關(guān)的基因。對(duì)花青素生物合成途徑中關(guān)鍵基因的每千個(gè)堿基的轉(zhuǎn)錄每百萬映射讀取的片段數(shù)（FPKM）值進(jìn)行分析，比較它們?cè)谄贩N中的表達(dá)水平，并計(jì)算基因表達(dá)差異倍數(shù)。

1.2.6結(jié)構(gòu)基因相對(duì)表達(dá)量測定從2個(gè)品種的葉用萵苣中提取總RNA，通過凝膠電泳技術(shù)檢測RNA質(zhì)量，以確保其完整性和純度。提取的總RNA使用天根反轉(zhuǎn)錄試劑盒反轉(zhuǎn)錄為cDNA，并將濃度稀釋50倍。設(shè)計(jì)各基因引物，以葉用萵苣18SrRNA作為內(nèi)參標(biāo)準(zhǔn)，各引物序列如表1所示。以綠色葉用萵苣大速生品種作為對(duì)照，利用2^-△△Ct法計(jì)算目標(biāo)基因的相對(duì)表達(dá)量。為確保試驗(yàn)結(jié)果的可靠性，進(jìn)行3次生物學(xué)重復(fù)，利用Graphpadprims9.5軟件繪制圖表。

1.2.7候選基因瞬時(shí)表達(dá)驗(yàn)證以紫霞品種RNA反轉(zhuǎn)錄得到的cDNA為模板，通過PCR技術(shù)擴(kuò)增目標(biāo)基因并將其克隆。隨后，利用雙酶切法將目標(biāo)基因插入過表達(dá)載體pCAMBIA2300s，構(gòu)建重組質(zhì)粒。將重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌感受態(tài)細(xì)胞GV3101中備用。將含有目的基因的農(nóng)桿菌在LB液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)液的OD600調(diào)至0.6～0.8。選擇5周齡的Samsun煙草幼苗，注射培養(yǎng)液。

2結(jié)果與分析

2.1RNA-Seq測序數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

如表2所示，各品種高質(zhì)量read的堿基數(shù)≥5.67Gb，質(zhì)量值≥20的堿基所占的百分比（Q20）和質(zhì)量值≥30的堿基所占的百分比（Q30）＞92%，比對(duì)到參考基因組的高質(zhì)量read所占比例為89.05%～96.16%。結(jié)果表明，Illumina測序數(shù)據(jù)質(zhì)量合格，可靠性較高，可用于下一步分析。

2.2差異表達(dá)基因

FPKM值是轉(zhuǎn)錄組分析中的重要參數(shù)，可揭示基因表達(dá)的豐度差異，從而幫助篩選出在不同品種間差異顯著的表達(dá)基因。以log2FC絕對(duì)值≥1且錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)率（FDR）＜0.05作為篩選標(biāo)準(zhǔn)，共篩選出差異表達(dá)基因7232個(gè)，其中相對(duì)表達(dá)量上升基因4214個(gè)，相對(duì)表達(dá)量下降基因3018個(gè)。相對(duì)表達(dá)量無顯著差異基因16295個(gè)。對(duì)差異表達(dá)基因進(jìn)行層次聚類分析，如圖1所示，每個(gè)品種的3個(gè)生物學(xué)重復(fù)聚成一簇，表明重復(fù)性較好，數(shù)據(jù)的可靠性高。

2.3差異基因功能注釋統(tǒng)計(jì)

通過蛋白質(zhì)氨基酸序列數(shù)據(jù)庫（SwissProt）、基因本體（GO）、京都基因與基因組百科全書（KEGG）、同源蛋白簇（COG）、真核生物蛋白相鄰類的聚簇（KOG）、Pfam和非冗余蛋白質(zhì)氨基酸序列數(shù)據(jù)庫（NR）對(duì)差異表達(dá)基因進(jìn)行分析，分別注釋到4874、4523、2187、1868、2749、4913和5846個(gè)蛋白質(zhì)。

2.4差異基因GO注釋

對(duì)差異表達(dá)基因進(jìn)行GO注釋分析，如圖2所示，這些基因根據(jù)其功能和屬性被分為生物過程（Biologicalprocess，BP）、細(xì)胞組分（Cellularcomponent，CC）、以及分子功能（Molecularfunction，MF）。在生物過程中，共注釋到12622個(gè)基因；在細(xì)胞組分中，共注釋到15302個(gè)基因；在分子功能中，共注釋到6031個(gè)基因。紫霞和大速生的差異表達(dá)基因富集到52個(gè)GO條目，其中43個(gè)GO條目為差異表達(dá)基因顯著富集條目。在生物過程中，3039個(gè)基因與細(xì)胞過程相關(guān)，2908個(gè)基因與代謝過程相關(guān)。在分子功能中，3516個(gè)基因與亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的調(diào)控相關(guān)，3511個(gè)基因與細(xì)胞成分相關(guān)，2499個(gè)基因與細(xì)胞器功能相關(guān)。

2.5差異基因KEGG富集分析

如圖3所示，KEGG通路富集分析將差異表達(dá)基因分為6個(gè)類別。在細(xì)胞過程中，共注釋到55個(gè)基因。在環(huán)境信息處理過程中，共注釋到122個(gè)基因。在遺傳信息處理過程中，共注釋到403個(gè)基因。在代謝過程中，共注釋到830個(gè)基因。在有機(jī)系統(tǒng)類別中，共注釋到71個(gè)基因。在人類疾病中，僅注釋到6個(gè)基因。如表3所示，通過KEGG數(shù)據(jù)庫富集分析，從篩選出的顯著差異表達(dá)基因中確定其所屬的代謝通路或生物學(xué)過程，最終篩選出富集程度最高的前20條通路。其中花青素生物合成和次生代謝產(chǎn)物-其他抗生素生物合成通路中差異表達(dá)基因富集程度最高。

2.6轉(zhuǎn)錄因子分析

轉(zhuǎn)錄因子在植物生長和代謝過程中具有重要的調(diào)控作用。如圖4所示，在大速生和紫霞比較組中，共鑒定到55個(gè)轉(zhuǎn)錄因子家族，對(duì)應(yīng)442個(gè)差異表達(dá)基因。其中差異表達(dá)基因數(shù)量較多的轉(zhuǎn)錄因子家族為AP2/ERF（44個(gè)）、MYB（39個(gè)）、C2C2（32個(gè)）和bHLH（30個(gè)）。而VOZ、TUB、SRS、Rcd1-like等轉(zhuǎn)錄因子家族對(duì)應(yīng)的差異表達(dá)基因數(shù)量最少，僅1個(gè)。

2.7花青素合成代謝相關(guān)基因的表達(dá)差異分析

如表4所示，通過轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析，篩選到19個(gè)可能與花青素合成相關(guān)的候選基因，包括bHLH基因（2個(gè)）、MYB基因（8個(gè)）以及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因（9個(gè)）。這些基因在紫葉葉用萵苣中的表達(dá)量高于綠葉葉用萵苣。通過數(shù)據(jù)庫篩選、比對(duì)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于bHLH基因，LOC111892911的功能已知，LOC111920837在紫葉葉用萵苣和綠葉葉用萵苣中表達(dá)差異不顯著。對(duì)于MYB基因，LOC111893240的log2FC絕對(duì)值最大，但是該基因的功能已知。LOC111917799的log2FC絕對(duì)值較大，為2.4441，且LOC111917799幾乎不在綠葉葉用萵苣中表達(dá)。因此最終選擇LOC111917799作為候選基因，命名為LsMYB1。

通過計(jì)算FPKM值，對(duì)花青素合成途徑中基因表達(dá)差異進(jìn)行分析。以大速生的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)，紫霞中，涉及花青素合成的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因表達(dá)量顯著高于大速生。如圖5所示，紫霞DFR基因的相對(duì)表達(dá)量是大速生的3729.83倍。紫霞CHS基因的相對(duì)表達(dá)量是大速生的55.89倍?；ㄇ嗨睾铣赏緩街嘘P(guān)鍵基因的高表達(dá)可能是紫霞葉用萵苣花青素積累顯著高于大速生葉用萵苣的主要原因。

2.8紫霞和大速生比較組中花青素合成關(guān)鍵結(jié)構(gòu)基因的相對(duì)表達(dá)量

依據(jù)差異基因篩選結(jié)果，以葉用萵苣的18SrRNA作為標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)參，采用實(shí)時(shí)熒光定量RT-qPCR測定大速生和紫霞中花青素合成相關(guān)結(jié)構(gòu)基因的相對(duì)表達(dá)量。以大速生相對(duì)表達(dá)量作為對(duì)照，結(jié)果表明，紫霞中苯丙氨酸解氨酶基因（PAL）、查爾酮合成酶基因（CHS）、查爾酮異構(gòu)酶基因（CHI）、黃烷酮3-羥化酶基因（F3H）、二氫黃酮醇還原酶基因（DFR）和類黃酮3′5′-羥化酶基因（F3′5′H）相對(duì)表達(dá)量均高于大速生。其中，DFR基因的相對(duì)表達(dá)量差異最大，表明其在花青素合成途徑中具有關(guān)鍵作用，F(xiàn)3′5′H基因的相對(duì)表達(dá)量差異最小，該結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)一致（圖6）。

2.9候選基因功能驗(yàn)證結(jié)果

將LsMYB1基因注射到Samsun煙草葉片的特定區(qū)域，注射點(diǎn)周邊區(qū)域呈現(xiàn)紫色。這一結(jié)果表明，LsMYB1基因在花青素合成中具有關(guān)鍵作用（圖7）。

3討論

高通量轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)能夠深入探究基因表達(dá)的差異性，并揭示其背后的調(diào)控機(jī)制，從而幫助理解這些變化如何影響細(xì)胞功能^[26]。在生物體面臨應(yīng)激反應(yīng)時(shí)，差異表達(dá)基因表達(dá)水平會(huì)發(fā)生顯著的變化。對(duì)這些基因進(jìn)行深入研究，不僅有助于闡明其生物學(xué)功能，還能為揭示相關(guān)的分子機(jī)制提供重要的數(shù)據(jù)支持^[27]。葉用萵苣種植面積較廣，據(jù)2018年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球葉用萵苣的收獲面積超過1.27×106hm2，總產(chǎn)量達(dá)到2.73×107t^[28]。紫色葉用萵苣富含花青素，花青素不僅可以增加植物自身的抗逆性，還在藥用和保健領(lǐng)域具有重要價(jià)值^[29]。

花青素是類黃酮代謝途徑的重要分支產(chǎn)物，其生物合成受到多個(gè)轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控。轉(zhuǎn)錄因子的分離和功能鑒定完善了花青素生物合成的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，并為花青素的應(yīng)用提供了理論依據(jù)^[30]?；ㄇ嗨氐纳锖铣烧{(diào)控涉及多個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，其中包括MYB、bHLH和WD40。這些轉(zhuǎn)錄因子通過相互作用和協(xié)同效應(yīng)，構(gòu)成了一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)^[31]。MBW復(fù)合體在花青素合成調(diào)控中起著至關(guān)重要的作用，WD40蛋白是構(gòu)成MBW復(fù)合體的核心部分。研究結(jié)果表明，所有已知的WD40蛋白均參與MBW復(fù)合體的組裝。bHLH轉(zhuǎn)錄因子主要通過與MYB轉(zhuǎn)錄因子的相互作用，調(diào)控二氫黃酮醇還原酶（DFR）和花青素合成酶（ANS）等關(guān)鍵酶的表達(dá)。在MBW復(fù)合體中，bHLH轉(zhuǎn)錄因子能夠同時(shí)與MYB轉(zhuǎn)錄因子和WD40蛋白發(fā)生相互作用，調(diào)控花青素的生物合成。MYB轉(zhuǎn)錄因子在植物不同組織，如葉片^[32]、果實(shí)^[33]和花朵^[34]中的表達(dá)模式表現(xiàn)出顯著特異性。果實(shí)外皮與內(nèi)部的花青素積累以及花瓣的色彩變化，均受到特異性MYB轉(zhuǎn)錄因子的精確調(diào)控。此外，果實(shí)內(nèi)花青素的累積不僅由遺傳因素決定，還受到光照、溫度等非生物因素的影響。這些環(huán)境因子通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑激活特定的MYB和bHLH轉(zhuǎn)錄因子，從而參與花青素生物合成的調(diào)控，使植物能夠響應(yīng)外界環(huán)境變化。深入研究非生物因子如何通過轉(zhuǎn)錄因子影響花青素代謝，對(duì)于揭示植物環(huán)境適應(yīng)機(jī)制以及創(chuàng)新作物改良策略具有重要意義。

4結(jié)論

本研究以大速生（綠色葉用萵苣）和紫霞（紫色葉用萵苣）為試驗(yàn)材料，對(duì)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果表明，大速生和紫霞比較組中共檢測到7232個(gè)差異表達(dá)基因，其中相對(duì)表達(dá)量上升基因4214個(gè)，相對(duì)表達(dá)量下降基因3018個(gè)。KEGG數(shù)據(jù)庫富集分析結(jié)果表明，富集到代謝過程中的差異表達(dá)基因最多，花青素生物合成和次生代謝產(chǎn)物-其他抗生素生物合成通路中差異表達(dá)基因富集程度較高。在大速生和紫霞比較組中共鑒定到55個(gè)轉(zhuǎn)錄因子家族，差異表達(dá)基因大多數(shù)屬于MYB、bHLH、C2C2和AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子家族基因。從MYB轉(zhuǎn)錄因子基因中篩選出log2FC絕對(duì)值較大的LOC111917799，命名為LsMYB1基因。瞬時(shí)表達(dá)試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了LsMYB1基因可以調(diào)控花青素的生物合成。

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（責(zé)任編輯：成紓寒）