石榴(Punica granatum L.)属于石榴科石榴属,是一种常见的落叶灌木或小乔木,具有观赏、绿化、食用、药用等多种价值。近年来,对石榴籽粒性状形成的分子机制研究已成为热点,研究表明石榴籽粒硬度、色泽的形成与木质素(Lignin)、花青素(Anthocyanin)含量相关,而R2R3-MYB转录因子具有广泛的生物学功能,在木质素和花青素的合成途径中具有重要的调控作用。因此,本研究首先从石榴全基因组中鉴定R2R3-MYB转录因子家族成员,筛选调控木质素和花青素合成相关PgMYB。然后,对石榴不同品种和不同发育时期的籽粒进行转录组测序,对测序数据进行评估和分析。最后,基于转录组数据分析相关PgMYB的表达模式,探讨其在木质素和花青素合成途径中的表达调控,为进一步研究石榴籽粒性状形成机理提供理论依据。本研究选择‘突尼斯软籽’(种皮木质素含量低、红色软籽)、‘红玉’(种皮木质素含量高、红色硬籽)、‘白玉’(种皮木质素含量高、白色硬籽)三个石榴品种,分别采取花后40d、80d、120d籽粒,生物学三次重复,共计27个样品,进行转录组测序,为PgMYB表达模式分析提供数据支撑。研究获得的主要结果如下:(1)对石榴R2R3-MYB转录因子家族进行鉴定,共得到186个PgMYB。PgMYB氨基酸长度在99aa-1516aa,均为predictive toxicology亲水性蛋白,绝大多数等电位pi值小于7,呈现酸性,motif结构具有一定的保守性,亚细胞定位在细胞核上居多。PgMYB成员被分为34个亚组,各亚组成员具有相似的基因结构和蛋白结构域。根据同源基因具有相似功能,筛选出与木质素合成相关的9个PgMYB,与花青素合成相关的8个PgMYB。(2)转录组测序共获得原始序列120660万条,包括5.822Gb-8.026Gb核苷酸序列信息。经过质控,去除接头和低质量数据后得到120002万条Clean reads,总碱基数目为178.31Gb,优质数据占原始数据99.45%。样品GC含量49.13%-50.56%,Q20≥96%,Q30≥91%,说明此次转录组数据可靠,可以支撑后续数据分析。(3INCB018424分子式)‘突尼斯软籽’与‘红玉’差异基因(DEGs)富集结果显示,表达上调基因423个,下调基因299个,共富集到106条KEGG通路,在次生代谢产物的生物合成(Ko01110)、苯丙烷生物合成(Ko00940)和类黄酮生物合成(Ko00941)等通路中的差异基因数量较多。‘红玉’和‘白玉’DEGs富集结果显示,表达上调基因67个,下调基因70个,共富集到30条KEGG通路,其中Ko01110和代谢途径(Ko01100)中的差异基因数量较多。‘突尼斯软籽’石榴花后40d、80d、120d DEGs分别富集133条和125条KEGG通路上,其中,Ko00940和Ko00941通路上均检测到DEGs。综上,在不同对比组中均发现了DEGs并富集在不同的通路上。(4)木质素合成相关selleck IACS-010759PgMYB表达模式分析:9个PgMYB中有8个PgMYB在‘突尼斯软籽’与‘红玉’对比组中显著表达,其中PgMYB79在两个品种花后40d表达量均最高,随后持续降低,在‘红玉’各个时期表达量均高于‘突尼斯软籽’,与木质素含量呈正相关,推测其可能促进了木质素的合成。PgMYB115、PgMYB2也在花后40d表达量最高,但在‘突尼斯软籽’各个时期表达量均高于‘红玉’,与木质素含量呈负相关,推测其在木质素合成中起到负调控作用。利用Q-PCR检测PgMYB79、PgMYB115、PgMYB2分别在‘突尼斯软籽’和‘红玉’不同发育时期的表达规律,结果与上述表达规律一致,验证了其在木质素合成途径中的调控关系。(5)花青素合成相关PgMYB表达模式分析:8个PgMYB均在‘红玉’与‘白玉’对比组中显著表达,其中PgMYB105和PgMYB70表达量都持续上升,在花后120d达到最高,两个基因在‘红玉’各个时期表达量均高于‘白玉’,推测其促进了花青素的合成。PgMYB65在两个品种花后40d表达量均最高,随后持续降低,PgMYB104表达量持续上升,在花后120d达到最高,两个基因在‘白玉’各个时期表达量均高于‘红玉’,推测其抑制了花青素的合成。