人参种胚不同后熟发育阶段比较转录组学分析

胚后熟发育对人参种子休眠解除具有重要影响.为探索人参胚后熟发育的分子机制,本研究利用Illumina HiSeq X-ten平台对人参种子五个后熟发育时期(心形胚,鱼雷胚,子叶胚,成熟胚和芽胚)的胚组织进行转录组测序,共获得412 604 390条高质量reads.以心形胚为对照,在鱼雷胚、子叶胚、成熟胚和芽胚时期分别鉴定到2 359个、3 048个、6 180个、12 067个差异表达基因(DEGs),去重复后四个时期共获得13 724个DEGs.GO富集分析显示,四个时期的和总的DEGs主要共同富集到催化活性、细胞和发育过程等GO条目.与种子休眠结束中胚发育相关的DEGs编码蛋白构成的蛋白互作网络分析显示,指导mRNA合成的RNA聚合酶Ⅱ第二大亚基(NRPB2)、脯氨酸合成的关键酶△1-吡咯啉-5-羧酸合成酶(P5CS1和P5CS2)为核心节点蛋白,它们可以通过调控mRNA合成、脯氨酸合成和与其互作蛋白的表达来影响人参种胚的发育.KEGG富集分析发现,四个发育时期的DEGs主要共同富集到代谢过程、次生代谢合成和植物激素信号转导通路.其中,在植物激素信号转导通路中参与生长素和脱落酸信号转导的DEGs最多.因此,我们认为NRPB2、P5CS1、P5CS2蛋白互作和植物激素信号转导可能对人参胚的后熟发育至关重要.本研究结果对揭示人参胚的发育和种子休眠解除的分子调控机制有一定的参考意义.