换一批天麻茎色形成相关bHLH基因的鉴定与分析
Identification and Analysis of bHLH Genes Related to Color Formation of Gastrodia elata Stem
摘要目的:天麻在适应不同海拔环境中,植株演化出块茎节间缩小、花和果多元化呈色的生态类型,研究不同生态型种质的遗传机制对指导不同种植产区品种选育有重要的意义.方法:基于乌天麻和红天麻全基因组数据鉴定bHLH基因家族,并对bHLH基因家族成员开展基因结构、染色体定位、顺式作用元件、基因共线性及系统发育分析,结合转录组数据、实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time PCR)分析bHLH基因在不同生态型天麻茎中的表达模式,并结合颜色相关性分析与验证,挖掘调控天麻花茎颜色形成的关键bHLH基因.结果:从乌天麻和红天麻分别鉴定出 63个bHLHs基因,不均匀分布于17条染色体上,聚为16个亚家族,部分基因家族成员发生了明显的数量扩张.2种生态型天麻的bHLHs基因在同一染色体上存在明显倒位及跨染色体异位现象,其中的bHLH62-3、bHLH74等12个基因与红天麻花茎的明亮黄色相关,PIL13、UNE12和bHLH130等9个基因与乌天麻茎的红色相关,bHLH48基因在红天麻的花、鳞片叶中的表达量显著高于乌天麻,bHLH62-3在红天麻所有器官中的表达均显著高于乌天麻.结论:天麻bHLH基因家族成员在乌天麻和红天麻不同染色体上的功能路径产生了分化,21个基因通过协同或拮抗其他基因,参与了茎、花、果器官呈色代谢通路的调控.其中bHLH62-3基因在天麻茎色的花青素合成途径中参与了色泽分化的调控,与天麻茎色形成相关,GebHLH48正调控开花相关通路,促进红天麻早花表型的形成,这些研究天麻茎色形成的遗传调控机制奠定了基础.
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关键词
红天麻乌天麻bHLHs基因花茎颜色染色体异位Gastrodia elata f.elataG.elata f.glaucabHLH genestem colorchromosomal translocation
栏目名称
DOI
10.13422/j.cnki.syfjx.20260117
发布时间
2026-04-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
国家重点研发计划（2024YPC3506702）
中国中医科学院科技创新工程项目（CI2021B013）
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