Hortic Res | 多组学交叉研究揭示樱桃不同品种间的分子差异

xueyan35 · 发表于 2021-1-26 17:32

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甜樱桃(Prunus avium L.)属于蔷薇科李属，是一种核果，具有独特的香气和口感，被广泛食用和重视。甜樱桃原产于世界上许多地区，偏爱如欧洲地中海地区的温带气候。甜樱桃是由16条染色体组成的二倍体(2n=16)物种，其果实含有单糖和有机酸及诸多有益健康的营养成分。
近日，Horticulture Research在线发表了意大利锡耶纳大学(University of Siena) Roberto Berni等人题为Molecular investigation of Tuscan sweet cherries sampled over three years: gene expression analysis coupled to metabolomics and proteomics的研究论文。
本研究连续3年(2016-2018年)对意大利Follonica地区CNR-IBE区域种质库中保存的6个非商业性甜樱桃品种的特征进行了调查，并在花后60天采样(Fig. 1)。研究采用了一种将基因分型、靶向基因表达谱与代谢组学相结合的方法。

Fig. 1: Dendrogram derived from the genotyping assay (UPGMA method) using SSR markers specific for genomic regions with a high coefficient of polymorphism.

代谢组学研究表明，'Morellona'和'Crognola'品种黄烷醇和原花青素含量最高。通过对3年样品的基因表达数据进行分析，发现苯丙素途径相关基因在不同品种间存在一定的差异(Fig. 3)。

Fig. 3: Heatmap hierarchical clustering of the PPP-related gene expression data across the 3 years of study (A, 2016; B, 2017; C, 2018). Numbers indicate the Pearson correlation coefficients.

此外，基于3年的数据，研究还对黄酮类化合物含量最高的两个品种的可溶性蛋白质组进行了研究。‘Morellona’和‘Crognola’的蛋白质组学研究表明，应激反应、初级代谢和细胞壁扩张相关蛋白存在显著差异(Fig. 5)。

Fig. 5: Heatmap hierarchical clustering of the 51 proteins changing significantly between Crognola and Morellona across the 3 years of study.

该研究首次采用多种组学方法来分析意大利托斯卡纳不同甜樱桃品种的分子差异。基于多年数据，通过差异表达基因、代谢物和蛋白分析，揭示了不同甜樱桃品种的基因特性，为樱桃的基因功能研究提供了新的见解。该研究同时也为更好地开展樱桃遗传育种工作奠定了基础。

文章链接：

https://www.nature.com/articles/s41438-020-00445-3