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水解单宁(HTs)是栎树中主要的多酚类物质,广泛用于葡萄酒陈酿、饲料添加剂和人体保健,具有保护植物免受病虫害侵害的作用。由于栎树高质量参考基因组的有限可用性,极大地阻碍了对水解单宁生物合成机制的认识。本研究通过参考基因组分析,对三种栎树,分别是栓皮栎(Q. variabilis,Qva)、槲栎( Q. aliena ,Qal)、槲树(Q. dentata,Qde),揭示了这三种栎树壳斗中水解单宁含量差异的原因。
代谢组筛选出422个差异代谢物,并基于三个栎树壳斗中含量不同筛选出100个目标代谢物,基于Kmeans分析筛选出98种差异代谢物,获得21种对水解单宁含量有贡献的候选代谢物中重点关注β-没食子酰葡萄糖。接着,对不同组织进行转录组及功能验证,转录组结果显示高表达的QD_Chr11G12520.1,同源基因分析确定UGT84A13s是关键酶,酶活及分子的功能验证,确定壳斗水解单宁含量的差异是由UGT84A13的表达差异造成的。转录调控分析显示,通过WGCNA和Mfuzz识别与UGT84A13表达相关的转录因子,并通过双荧光素酶和酵母单杂实验验证转录因子与UGT84A13启动子的结合。
1题目
Genomic basis of the distinct biosynthesis of b-glucogallin, a biochemical marker for hydrolyzable tannin production, in three oak species
2杂志
New Phytologist ;IF=8.3分
3链接
https://doi.org/10.1111/nph.19392
4检测指标
理化指标:总黄酮,单宁(水解和缩合单宁)
组学检测:基因组,代谢组
5主要内容
结果 1: 三种栎树的基因组组装
结果 2: 基因组组装及注释
结果 3: 比较基因组分析
结果 4: 3种栎树水解单宁(HT)和缩合单宁(CT)含量
结果 5: 水解单宁生物合成途径
结果 6: 栎树UGT84A13基因的鉴定
结果 7: 候选转录因子图谱和UGT84A13启动子的调控因素
6.总结
本研究组装了三个高质量的栎树基因组,并在基因组维度揭示了栎树物种的进化。Β-glucogallin被鉴定为HTs的标记代谢物亚洲的栎树。UGT84A13被鉴定为关键酶,在三种栎树中产生不同水平的HTs是由于UGT84A13基因表达的变化,而不是酶活性的变化。UGT84A13启动子的变异导致WRKY32/59在三种橡树中受到不同的调控。总之,本研究为栎树提供了有价值的数据。
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