欧李[Cerasus humilis(Bge.)Sok.]是蔷薇科樱桃属的一种落叶小灌木果树,为我国特有,耐寒、耐旱、耐瘠薄土壤,容易栽培,是干旱地区有发展前途的核果类果树。其种仁油富含不饱和脂肪酸,可以用作高质量的食用油和多种工业原料。本研究根据转录组测序结果,研究了欧李种仁油脂合成途径中的关键基因,并对它们的表达模式进行了研究。研究的主要结果如下:1.通过对农大4号品种三个不同发育时期(初期6-1A,中期6-2A和后期6-3AA)种仁进行Illumina测序,以果实转录组测序结果为参考,三个阶段测序结果注释的序列数目分别为29348,24559和32890个。三个种仁发育时期都得到表达的Unigene数目为22929,各发育时期特有的Unigene个数6-1A为803个,6-2A为228个,6-3AA为3673个。非冗余Unigene序列主要长度分布于200～3000nt,大于3000 nt的序列分别有1146 个、1078 个和 1178 个。其中注释到 NR,NT,Swiss-Prot,KEGG,COG,GO 库的Unigene共有31726个。KEGG分析发现与代谢相关的序列有18230条,涉及127个代谢通路。参与欧李脂代谢通路的Unigene有1729个,共14条脂类代谢相关代谢途径。2.将三个时期种仁测序结果进行了相互比较,发现6-1A与6-2A差异表达的基因总数为4708个(2439个基因上调表达,2269个基因下调表达),6-1A与6-3A差异表达的基因总数为7883个(5446个基因上调表达,2437个基因下调表达),6-2A与6-3A差异表达的基因总数为5993个(3842个基因上调表达,2151个基因下调表达)。从GO注释的生物过程(BiologicalProcess)角度分析,欧李种仁发育三个阶段6-1 A、6-2A和6-3AA之间相互差异表达的基因主要集中在生物过程的代谢过程(metabolic process)与细胞过程(cellular process);从GO注释的细胞组分(Cellular Component)角度分析,三个发育时期差异表达基因主要集中在细胞(Cell)、细胞部分(Cell Part)和细胞器(Organelle);从GO注释的分子功能(Molecular Function)角度分析,三个发育时期差异表达基因主要集中在结合(Binding)和催化活性(Catalytic Activity)。3.KEGG注释结果表明,三个发育时期差异表达的基因多数分布于次生代谢物生物合成和其他代谢途径这两大类。其中发现共有25个Unigene可归类于脂肪酸生物合成(Fatty acid biosynthesis)途径。将这25个Unigene序列在KEGG数据库中比对后获得13个与其他物种同源的脂肪酸合成相关基因,12个脂肪酸合成相关基因在6-1A到6-2A上调表达,表明种仁发育初期到中期脂肪酸大量合成。其中催化油酸积累的SAD基因在所有油脂合成相关基因当中的表达量最高(RPKM值大于3000),催化油酸形成亚油酸的FAD2基因三个时期表达量很高(RPKM值大于2000),催化亚油酸向亚麻酸转变的FAD3基因三个时期表达量很低(RPKM值小于100),解释了欧李种仁积累大量油酸和亚油酸的原因;共有23个Unigene可归类于甘油酯(Glycerolipid metabolism)途径,共有6个与其他物种同源的油脂合成相关基因,其中5个油脂合成相关基因在6-1A到6-3A一直上调表达,表明种仁发育中后期大量合成的脂肪酸被迅速组装到甘油骨架上,形成三酰甘油累积于种仁中,而催化酰基修饰反应的基因表达量均较低,因此,欧李种仁中油脂合成的来源主要来自于三酰甘油的从头合成。4.根据KEGG注释结果,从表达谱数据中筛选了油脂合成通路中脂肪酸生物合成和组装过程中大量表达的10个关键基因,分别为α-CT,BCCP1,BCCP2,fatA,SAD,FAD2,FAD3,GPAT,DGAT和PDAT,利用序列组装的方法获得了它们各自的全长编码序列。根据各自序列设计引物进行了 RT-PCR,将所得产物装入T-easy载体后测序。经过比对验证,上述基因全长cDNA编码序列与测序结果一致,证明克隆得到的基因序列正确。分析了 10个基因编码蛋白的理化性质,预测并分析了各基因所编码蛋白质的二级结构及功能,序列分析表明这些基因与多种油料植物同类基因同源性很高。5.评价了欧李31份资源成熟种仁的含油量与脂肪酸组成,结果表明欧李是一种重要的油料资源,其种仁含油量高且脂肪酸组成好,共检出5种脂肪酸,分别为棕榈酸(C16:0),棕桐油酸(C16:1),硬脂酸(C18:0),油酸(C18:1)和亚油酸(C18:2)。油酸和亚油酸为主要脂肪酸,分别占总脂肪酸的67.0%和28.6%。欧李种仁含油量与油酸含量存在正相关关系,与棕榈酸、硬脂酸存在负相关关系,棕榈酸含量与油酸含量存在负相关关系,这几种相关关系可以指导今后的选种、育种工作。6.对欧李品种’农大4号’种仁不同发育阶段的含油量和脂肪酸的组分进行了检测,并通过qRT-PCR分析了克隆得到的10个油脂合成相关关键基因在种仁不同发育时期的表达情况,分析了基因表达与脂肪酸积累的相互关系,结果表明欧李种仁不同发育阶段油脂合成相关关键基因的荧光定量结果与转录组测序结果基本一致,均能与油脂积累动态对应。本研究基本明确了欧李种仁发育过程中脂肪酸合成和油脂组装代谢途径,研究了代谢相关基因表达量的变化,分析了脂类代谢部分基因的表达量与其相关产物含量变化的关系,为今后更加系统深入的研究欧李种仁发育调控打下基础,为进一步研究欧李油脂代谢与选、育种(尤其是分子育种)提供理论参考。