高粱颖壳颜色发育的转录组测序分析

来源：江苏农业科学杂志2026年第第3期北京时间：

作者：郝智勇;胡尊艳;孙邦升;李菁华;杨广东;王海艳

单位：黑龙江省农业科学院克山分院，黑龙江齐齐哈尔 161600

摘要：为研究不同颖壳颜色高粱的基因表达差异，初步明确参与或者调控高粱颖壳颜色发育的基因，以2种颖壳颜色差异较大的高粱品种ZY0156(黑色颖壳)、ZY0318(白色颖壳)为试验材料，利用Illumina Novaseq 6000高通量测序平台对灌浆期高粱颖壳样品进行转录组分析。结果显示，共筛选到2583个差异表达基因，其中上调表达基因1 322个，下调表达基因1 261个。将差异表达基因进行GO富集分析得出，差异表达基因主要富集在离子结合、小分子结合、阴离子结合、核苷酸结合、核苷磷酸结合等生物途径；通过对差异表达基因进行KEGG富集分析发现，差异表达基因主要富集在植物-病原互作、苯丙烷生物合成、DNA复制、脂肪酸延伸等信号通路。KEGG代谢通路中与颖壳花色素苷合成相关的通路有苯丙烷生物合成通路(phenylpropanoid biosynthesis)、类黄酮生物合成通路(flavonoid biosynthesis)、黄酮和黄酮醇生物合成通路(flavone and flavonol biosynthesis)。筛选出14个差异表达的基因，起调控作用的酶有CSE、PAL、4CL5、X1、PHT1、CCR1、HCT4、HCT4-like、CHS5、CHI、CHI3、DFR、FLA、3GT。在转录因子家族中，bHLH家族、WRKY家族、ERF家族、NAC家族含有的差异表达基因较多。本研究可为调控高粱颖壳颜色生物合成网络提供更多的候选基因，为下一步高粱颖壳颜色关键基因的功能分析和高粱新品种培育提供理论基础。

关键词：高粱;颖壳;差异表达基因;转录组;花色素苷