墨兰（Cymbidium sinense）转录组分析及其在花发育相关基因鉴定中的应用

背景：墨兰（Cymbidium sinense）属于兰科（Orchidaceae），兰科是物种最为丰富的被子植物科之一。墨兰作为一种高档传统盆栽花卉，在中国和部分东南亚国家最为流行。花期调控是墨兰产业化发展的主要瓶颈。目前对于该兰花花发育的机制知之甚少。此外，目前尚不存在墨兰全转录组序列的基因组参考数据。因此，该物种的转录组和表达谱数据对于鉴定相关基因并深入理解墨兰花发育的生物学机制而言是一项重要的资源。结果：本研究利用 Illumina 测序技术进行了从头（de novo）转录组组装和基因表达分析。转录组分析整合了与墨兰营养生长和生殖生长相关的基因信息。Illumina 测序产生了 54,248,006 条高质量 reads，共组装成 83,580 个 unigenes，平均序列长度为 612 个碱基对，包括 13,315 个 clusters 和 70,265 个 singletons。共有 41,687 条（49.88%）唯一序列获得注释，其中 23,092 条通过京都基因与基因组百科全书（KEGG）被归类至特定的代谢途径。对已注释 unigenes 的基因本体论（GO）分析显示，大部分测序基因与代谢和细胞过程、细胞和细胞组分、催化活性以及结合相关。此外，从我们的数据集中鉴定出 120 个成花相关 unigenes、73 个 MADS-box unigenes 和 28 个 CONSTANS-LIKE (COL) unigenes。另外，针对营养生长期（VP）、花芽分化期（FDP）和生殖生长期（RP）构建了 3 个数字基因表达谱（DGE）文库。还鉴定了许多基因在这三个发育阶段的特异性表达。从三个子文库中筛选出 32 个具有高差异表达的基因作为与花发育相关的候选基因。结论：RNA-seq 和 DGE 表达谱数据在转录水平上提供了全面的基因表达信息，有助于我们理解墨兰三个发育阶段花发育的分子机制。这些数据可作为研究该兰花开花途径遗传学及各种生物学机制的重要资源。