2017-06-21
同一物种不同品种之间在不同发育时期的基因表达模式是否存在差异？对个体发育是否有直接的影响？2016年6月，南京农业大学在Scientific Reports杂志发表一篇题为Distinct transcriptome profiles reveal gene expression patterns during fruit development and maturation in five main cultivated species of pear (Pyrus L.)的文章，文中通过五种栽培品种梨的七个生长节点的RNA测序数据，揭示果实代谢过程中的主要差异。采用砀山酥梨作为参考基因组，分析果实发育的多样性，和差异表达基因。
选择五种栽培种代表做转录组（丰水，鸭梨，库尔勒，南国梨，红星），揭示基因表达模式和探讨不同品种特性之间的关系。发现有33136个基因比对到参考基因组，发现在成熟期和衰老期，比率相对比较低。
利用RPKM值做进化树，结果显示样品分为了两组，组I和组II。大多数的坐果期和果实生理落果期被聚集在组I中。西洋梨红星单独是子集B，其他东方梨是子集A。组II也被分为两个子集，C中是所有东方梨整个发育阶段到成熟期，D中是所有品种的收获后的时期样本，以及西洋梨红星的三个发育阶段。
基于果实发育后期基因表达的热图，发现CKX（细胞分裂素氧化酶）在五种品种是差异表达的。挑选乙烯合成中的限速酶和乙烯受体上的关键基因，不同品种间乙烯调控成熟特征有所不同。在沙梨中，乙烯受体和ACS在果实发育后期调控梨的成熟过程。
基因表达分析结果显示，在南国梨发育中CCOMT相关基因表达量特别低，在其他四种品种表达量比较高。所以推测南国梨中可能有相对较高含量的H型木质素。在这些品种的成熟期，红星有远超其他品种的较高含量的果糖并且红星中的柠檬酸在所有的五种品种的成熟期中含量也是最高的。
结果发现一些乙烯合成基因和多酚氧化酶相关基因相互作用，也反应了乙烯合成基因和乙烯反应基因的间接关系。基因的相互作用分析说明SAMS和LAC在梨果实发育中有紧密的联系，一起调控乙烯合成。另外，基因通过间接复杂的互相作用可以控制细胞分裂、细胞组分、基因沉默和网络中的调节功能。
红星是多态性显著的品种，有154404个SNP。接近两倍高的多态性比率代表东方梨砀山酥梨和西方梨红星在转录组水平有很多差异。在红星中发现一个起始密码子的SNP突变，其中包含有乙烯反应元件结合蛋白（EREBP）的功能域。
