唐晨晨　张文霞　陈芳珍　武志健　黄科　王军伟

摘    要：为探究植物激素脱落酸对青花菜芽苗黄酮类物质合成的作用机制，以青花菜品种耐寒优秀为试材，以清水为对照，外源喷施50 μmol·L-1的ABA，对处理后的青花菜芽苗进行代谢组和转录组的联合分析。结果表明，代谢组共检测出14类物质，包含黄酮共212种，具有明显差异的黄酮共30种。其中，儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯和桑色素含量明显上升，柚皮苷、银锻苷和枸橘苷含量明显下降。通过代谢组和转录组联合分析，黄酮合成途径、苯丙烷合成途径以及ABA信号通路共筛选出13个相关调控基因，其中LOC106337270、LOC106329559、LOC106326133對儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯和桑色素含量呈明显正相关，推测上述基因可响应ABA信号参与调控黄酮类化合物的生物合成。综上所述，研究结果表征了青花菜芽苗响应外源ABA并调控黄酮类化合物合成的关键基因，为后续黄酮类化合物的生物合成调控奠定了科学理论基础。

关键词：青花菜；黄酮；转录组；代谢组；外源ABA

中图分类号：S635.9 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2024）03-035-10

The metabolome and transcriptome jointly resolve the response mechanism of flavonoids in broccoli sprouts to exogenous ABA

TANG Chenchen， ZHANG Wenxia， CHEN Fangzhen， WU Zhijian， HUANG Ke， WANG Junwei

（Key Laboratory of Evaluation and Utilization of Genetic Resources of Horticultural Crops （Vegetables， tea， etc.）， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Whampoa Innovation Research Institute， Hunan Agricultural University/Engineering Research Center of Horticultural Crop Germplasm Innovation and New Variety Breeding， Ministry of Education/Hunan Provincial Key Laboratory of Vegetable Biology/College of Horticulture， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， Hunan， China）

Abstract： In order to investigate the mechanism of action of the phytohormone abscisic acid on the synthesis of flavonoids in broccoli sprouts， the cauliflower Naihan Youxiu was used as the test material. The metabolome and transcriptome were jointly analyzed in treated broccoli sprouts with exogenous spraying of 50 μmol·L-1 ABA while using water as control. The results showed that a total of 14 categories of substances were detected in the metabolome， including 212 flavonoids. Among them， there were 30 kinds of flavonoids with significant differences. The content of catechin gallate， epicatechin gallate and morin hydrate increased significantly， while those of naringin， argyragin and lycioside decreased significantly. A total of 13 regulatory genes related to flavonoid synthesis pathway， phenylpropane synthesis pathway and ABA signaling pathway were screened by combining metabolome and transcriptome analysis. Among them， LOC106337270， LOC106329559 and LOC106326133 showed significant positive correlation with the content of catechin gallate， epicatechin gallate and morin hydrate. Therefore， we speculated that these genes could be involved in regulating the biosynthesis of flavonoids in response to ABA signals. In summary， this study characterized the key genes of broccoli sprouts in response to exogenous ABA and regulation of flavonoid synthesis， which lay a scientific theoretical foundation for the subsequent regulation of flavonoid biosynthesis.

Key words： Broccoli; Flavonoids; Transcriptome; Metabolome; Exogenous ABA

青花菜（Brassica oleracea L. var. italica）是十字花科芸薹属一二年生蔬菜作物，起源于欧洲，又名意大利芥蓝、西蓝花等，因其营养丰富且富含多种生物活性物质，被称为“蔬菜皇冠”[1-2]。青花菜可食用部位以花球为主，但随着研究的深入，发现青花菜芽苗内的生物活性物质含量远高于成熟植株，且青花菜芽苗具有生长周期短、病虫害少等优点[3-4]，近年来逐渐成为研究热点。植物生物活性物质多为次生代谢产物，具有抵御生物或非生物逆境以及作为信号分子等作用。植物的次生代谢响应环境变化，在植物的生长、发育等方面发挥重要作用。研究显示，青花菜的次生代谢物质主要包括硫代葡萄糖苷、多酚、黄酮等[5-6]。

黄酮类化合物是一类广泛存在于植物中的多酚次级代谢产物，可分为二氢黄酮、二氢黄酮醇、黄酮醇、黄烷酮等，在植物抵御逆境胁迫中起重要作用，对人体具有抗氧化活性、抗炎症等作用[7]。黄酮类化合物的合成会受多种因素影响，包括生物和非生物因素，如激素等[8]。有研究表明，脱落酸（ABA）会促进拟南芥中查尔酮合成酶（CHS）、二氢黄酮醇还原酶（DFR）的表达，从而诱导黄酮醇的积累[9]。相似的研究结果在番茄中也有报道，通过对番茄进行外源ABA处理后，番茄果实内总黄酮含量逐渐升高[10]。类黄酮类化合物以苯丙烷为合成前体，其合成过程受一系列酶基因和调控基因的影响，其中调控基因可以直接或间接调控类黄酮生物合成相关结构基因的表达水平，进而影响黄酮类化合物的生物合成[11]。目前已报道的黄酮类化合物合成途径的关键酶主要有苯丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂酸4-羟化酶（C4H）、查尔酮合成酶（CHS）、查尔酮异构酶（CHI）、黄酮合酶（FNS）、黄酮醇合成酶（FLS）、无色花色素还原酶（LAR）等[12]。有研究显示，外源ABA会影响PAL、C4H、FLS、CHS等基因表达进而影响黄酮类化合物的生物合成[13]，但是目前关于ABA调控黄酮合成的具体机制尚未明确。

近年来，随着分子生物学技术的迅速发展，组学技术作为一种检测方式日趋成熟。其中，代谢组学是最接近植物表型的组学，可直接用于对植物产生的代谢物进行定性定量分析。转录组学是基因表达和调控检测的有力手段，可对机体生理变化过程进行转录层面的剖析[14-16]。转录组和代谢组的关联分析可将基因和表型建立联系，通过差异基因和差异代谢物的分析，从“因”和“果”两方面明确植物的代谢途径，进一步揭示植物的代谢调控网络[17]。有研究报道，通过转录组和代谢组的联合分析发现，外源亚精胺[18]、茉莉酸甲酯[19]、蓝光[20]等均可调控黄酮类化合物的合成。笔者的研究通过转录组和代谢组联合分析，建立植物表型和基因型之间的联系，明确外源ABA處理后青花菜芽苗中黄酮类物质的代谢差异和基因表达差异，并进一步挖掘青花菜芽苗响应外源ABA并调控黄酮类化合物合成的关键基因，为后续黄酮类化合物生物合成调控提供基因资源和技术手段。

1 材料和方法

1.1 材料

试验材料为青花菜品种耐寒优秀，具有耐寒、长势旺等优良特性，种子购于广东金作农业科技有限公司。脱落酸（ABA）购买于索莱宝公司，型号为A8060。

1.2 方法

试验于2022年11月在湖南农业大学人工气候室进行。将珍珠岩装于育苗托盘内（长、宽、高分别为32.5、24.5、4.5 cm），深度约为2.5 cm。选取颗粒饱满的耐寒优秀种子，室温浸种6 h后置于纱布上并放入25 ℃的人工光照培养箱内进行黑暗催芽处理，待其露白后均匀点播于珍珠岩上，每盘300粒，并覆盖一层珍珠岩，随后置于人工气候室内进行培养。人工气候室环境条件设置为温度22 ℃、相对湿度70%～80%。待种子发芽露根在85%以上，随即置于光照下进行培养，光照条件为光强20 000 lx，光周期12 h/12 h（昼/夜）。采用随机区组设计，每个处理3次重复（共3个托盘）。外源ABA处理浓度选择以前期的试验结果为依据，采用50 μmol·L-1 ABA处理青花菜芽苗。光照下缓苗1 d后进行处理，每次09：00进行外源ABA喷施（50 μmol·L-1），以清水为对照，每盘喷施20 mL，连续喷施7 d，并于第7天15：00进行随机取样，分别用于检测转录组和代谢组，取样后立即放于液氮中速冻，存贮于-80 ℃冰箱保存备用。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 广泛靶向代谢组测定 样品提取：将样品置于冻干机中真空冷冻干燥后使用研磨仪研磨（30 Hz，15 min）至粉末状，称取50 mg样品粉末置于2 mL离心管中，并加入1200 μL内标提取液后立即涡旋，每30 min涡旋1次，每次30 s，共涡旋6次。随后1200 r·min-1离心3 min，取上清液，经微孔滤膜（0.22 μm）过滤后保存于进样瓶中，用于UPLC-MS/MS检测。液相色谱条件主要包括，色谱柱：AgilentSB-C18 1.8 ?m，2.1 mm×100 mm；流动相：A相为超纯水（加入0.1%的甲酸），B相为乙腈（加入0.1%的甲酸）；洗脱梯度：0 min B相比例为5%，9 min内B相比例线性增加到95%，并维持在95% 1 min，10～11.1 min B相比例降为5%，并以5%平衡至14 min；流速0.35 mL·min-1；柱温40 ℃；进样量4 μL。质谱条件主要包括：电喷雾离子源（Electrospray ionization，ESI）温度550 ℃；离子喷雾电压（IS）5500 V（正离子模式）/-4500 V（负离子模式）；离子源气体Ⅰ（GSⅠ），气体Ⅱ（GSⅡ）和气帘气（CUR）分别设置为50、60和25 psi，碰撞诱导参数设置为高。通过去簇电压（Declustering potential，DP）和碰撞能（Collision energy，CE）的优化，对每个时期的洗脱代谢物进行检测。代谢物定性定量分析：通过数据库MWDB（Metware database），根据二级谱信息进行物质定性分析。通过3重4级杆对碎片离子进行过滤和筛选，排除干扰离子后进行质谱分析，对所有物质色谱峰进行峰面积积分，并对其中同一代谢物在不同样本中的质谱出峰进行积分校正。

1.3.2 转录组测序 mRNA提取：每个处理随机取20根芽苗为1组，共设置3次重复，使用琼脂糖凝胶电泳、Qubit 2.0荧光剂、Agilent 2100生物分析仪检测RNA的完整性和污染程度。文库构建：利用大部分真核生物mRNA都带有polyA尾的结构特征，通过Oligo（dT）磁珠富集带有polyA尾的mRNA，随后加入fragmentation buffer将RNA打断成短片段，以短片段RNA为模板，用六碱基随机引物（Random hexamers）合成第一链cDNA，然后加入缓冲液、dNTPs（dTTP、dATP、dGTP和dCTP）和DNApolymerase I以合成第二链cDNA，随后利用AMPure XP beads纯化双链cDNA。纯化的双链cDNA再进行末端修复，加A尾并连接测序接头，然后用AMPure XP beads进行片段选择，最后进行PCR富集得到最终的cDNA文库。文库质检：文库构建后，使用Qubit 2.0进行初步定量，使用Agilent 2100对文库的insert size进行检测，最后使用qPCR对文库的有效浓度进行准确定量（文库有效浓度＞2 nmol·L-1）。上机测序：库检合格后，不同文库按照目标下机数据量进行pooling，用Illumina平台进行测序。

1.4 数据分析

将转录组和代谢组的测量数据统一转换为Log2值，使用皮尔逊相关系数（PCC）和对应的P值筛选出差异代谢产物和相关调控基因，筛选条件为|PCC| ≥ 0.80且p-value ≤ 0.05。PCA用R软件（www.r-project.org/）的内置统计prcomp函数，设置prcomp函数参数scale=True，对数据进行UV（Unit variance scaling）处理。为了更好地在代谢物和基因之间建立联系，通过转录-代谢联合分析得到coefficient值及p-value值，使用Cytoscape 3.10绘制PPI（Protein?Protein Interaction）互作网络图。所有涉及图表均使用GraphPad Prism 8.0和IBM Spss Statistics 21绘制，数据处理使用Microsoft Excel2021筛选。通过Fisher LSD检验的双向ANOVA进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 代谢组主成分分析

通过对样品之间的相关性分析，将皮尔逊相关系数（Pearsons Correlation Coefficient）作为生物学重复相关性的评估指标。如图1-A所示，CK的3个样本之间的PCC值均大于0.99，表明CK的3个样本之间的重复性较好。ABA的3个样本之间，ABA2和ABA3之间重复性较好，但与ABA1重复性较差。进一步通过主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）发现，ABA处理与CK之间发生了明显的分离（图1-B）。上述结果表明，代谢组测试结果可用于进一步差异代谢物筛选分析。

2.2 代谢组代谢物类别分析

为明确ABA处理后青花菜芽苗代谢物的变化趋势，通过UPLC-MS平台广泛靶向代谢组技术对样品中的代谢物进行鉴定。基于自建数据库对处理组和对照组样本的代谢物进行质谱定性定量分析，通过3重4级杆筛选共检测出14类共1875种代谢物，其中苯及其衍生物（Benzene and substituted derivatives）446种、酚酸类（Phenolic acids）174种、核苷酸及其衍生物（Nucleotides and derivatives）80种、黄酮（Flavonoids）212种、醌类（Quinones）24种、木脂素和香豆素（Lignans and Coumarins）73种、脂质（Lipids）200種、有机酸类（Organic acids）102种、生物碱（Alkaloids）197种、鞣类（Tannins）5种、萜类（Terpenoids）78种、其他（Others）284种（图2-A～B）。基于Fold change > 2或< 0.5且p-value< 0.05的筛选标准，共筛选出79种差异代谢物，包括4种生物碱（Alkaloids）、8种氨基酸及其衍生物（Amino acids and derivatives）、1种苯及其取代衍生物（Benzene and substituted derivatives）、30种黄酮（Flavonoids）、6种木脂素和香豆素（Lignans and Coumarins）、5种脂质（Lipids）、3种核苷酸及其衍生物（Nucleotides and derivatives）、3种有机酸类（Organic acids）、其他（Others）11种、1种酚酸类（Phenolic acids）、1种醌类（Quinones）、6种萜类（Terpenoids）（图2-C）。上述结果显示，黄酮类化合物是外源ABA处理后青花菜芽苗中差异最大的次生代谢物质。

鉴于ABA处理后青花菜芽苗中黄酮类化合物的变化种类最为明显，进一步对30种明显变化的黄酮类化合物进行分析。如图2-D所示，外源ABA处理后，青花菜芽苗中有3种黄酮类化合物含量明显升高，分别为儿茶素没食子酸酯（Catechin gallate）（1.80倍）、表儿茶素没食子酸酯（Epicatechin gallate）（1.39倍）和桑色素（Morin）（2.06倍）；27种黄酮类化合物含量明显降低，其中柚皮苷（Naringin）（13.4%）、银锻苷（Tiliroside）（14.3%）和枸橘苷（Poncirin）（15.2%）降低幅度最大。对30种明显变化的黄酮类化合物进行分类，结果显示，二氢黄酮醇有5种，包括枸橘苷（Poncirin）、芸香柚皮苷（Narirutin）、甲基条叶蓟素（Cirsilineol）、柚皮素（Naringenin）、柚皮苷（Naringin）；二氢黄酮醇有2种，包括黄柏苷（Phellamurin）、黄柏环合苷（Phellodendroside）；黄酮有15种，包括川陈皮素（Nobiletin）、3，5，6，7，8，4'-六甲氧基黄酮（3，5，6，7，8，4'-Hexamethoxyflavone）、甜橙素（Sinensetin）、橘皮素（Tangeretin）、5，7，8，3'，4'-五甲氧基黄烷酮（5，7，8，3'，4'-Pentamethoxyflavanone）、3，5，7，3'，4'-五甲氧基黄酮（3，5，7，3'，4'-Pentamethoxyflavone）、3'，4'，5'，5，7-五甲氧基黄酮（3'，4'，5'，5，7-Pentamethoxyflavone）、5，4'-二羟基-3，6，7，3'-四甲氧基黄酮-4'-O-葡萄糖苷（5，4'-Dihydroxy-3，6，7，3'-tetramethoxyflavone-4'-O-glucoside）、5，7，8，4'-四甲氧基黄酮（5，7，8，4'-Tetramethoxyflavone）、5，6，7，3'，4'，5'-六甲氧基黄酮（5，6，7，3'，4'，5'-hexamethoxyflavone）、5-羟基-3，7，3'，4'-四甲氧基黄酮（5-Hydroxy-3，7，3'，4'-tetramethoxyflavone）、去甲基川陈皮素（5-Demethylnobiletin）、5，6，7，8-四甲氧基黄酮（5，6，7，8-Tetramethoxyflavone）、5，6，7，4'-四甲氧基黄酮（5，6，7，4'-Tetramethoxyflavone）和蒙花苷（Linarin）；黄酮醇有5种，包括3，5，6，7，8，3'，4'-七甲氧基黄酮（3，5，6，7，8，3'，4'-Heptamethoxyflavone）、银锻苷（Tiliroside）、3-羟基-3-甲基戊二酸（3-hydroxy-3-methylglutarate）、山柰酚-3-O-槐糖苷-7-O-（2''-阿魏酰）葡萄糖苷[Kaempferol-3-O-sophoroside-7-O-（2''-Feruloyl）glucoside]和桑色素（Morin）；黄烷醇有3种，包括没食子儿茶素3-O-没食子酸酯（Gallocatechin 3-O-gallate）、儿茶素没食子酸酯（Catechin gallate）、表儿茶素没食子酸酯（Epicatechin gallate）。

2.3 转录组测量数据量统计及质量评估

试验通过转录组测序共构建了6个cDNA文库。如表1所示，6个青花菜芽苗样本经过高通量测序共得到371 968 086个Clean reads，占Raw reads的97.31%。Q20碱基百分比在97.66%以上，Q30碱基百分比在93.27%以上，碱基GC含量在47.74%～48.12%之间，平均为47.92%。如图3所示，处理组和对照组之间PCC值均大于0.99，主成分1（PC1）和主成分2（PC2）分别贡献44.79%和14.48%，且对照组和处理组在第1主成分上发生明显区分。此外，从转录组测序结果中挑选10个基因进行荧光定量验证，结果显示转录组测序结果与荧光定量结果的相关性大于90%。上述结果表明，该转录组测序数据的质量、组内重复性和组间特异性均较好，可用于下一步数据分析。

2.4 转录组差异基因表达分析及富集分析

为探究外源ABA处理对青花菜芽苗转录水平的影响，笔者进行了差异表达基因（DEGs）的筛选。以|Log2Fold Change| > 1且padj< 0.05作为筛选标准，共筛选出799个差异表达基因（546个下调，253个上调）（图4-A）。DEGs的GO富集结果显示，细胞组成（Cellular component，CC）主要富集在含蛋白质复合物（Protein-containing complex）、细胞解剖学实体（Cellular anatomical entity），生物过程（Biological process，BP）主要富集在细胞过程（Cellular process）、应激反应（Response to stimulus）、代谢过程（Metabolic process），分子功能（Molecular Function，MF）主要富集在结合（Binding）、催化活性（Catalytic activity）、轉录调节活性（Transcription regulator activity）（图4-B）。DEGs的KEGG富集结果显示，差异表达基因主要富集于次生代谢的生物合成（Biosynthesis of secondary metabolites）、植物-病原体相互作用（Plant?pathogen interaction）、MAPK信号（MAPK signaling pathway?plant）、植物激素信号转导（Plant hormone signal transduction）等通路（图4-C）。

为筛选直接或间接调控黄酮类化合物生物合成的关键基因，对黄酮合成通路，前体物质苯丙烷合成通路以及ABA合成通路进行差异表达基因筛选。结果显示，黄酮合成通路共筛选到1个下调表达的DEG；前体物质苯丙烷合成通路筛选到5个DEGs，其中3个上调表达，2个下调表达，植物激素信号传导通路中筛选到32个DEGs，其中ABA合成相关DEGs共7个，1个上调表达，6个下调表达（图4-D）。

2.5 转录组和代谢组的联合分析

代谢组分析数据显示，外源ABA处理后青花菜芽苗中儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯和桑色素含量明显升高。同时，基于转录组测序结果，从黄酮合成通路、前体物质苯丙烷合成通路以及ABA合成通路中共筛选出13个DEGs。将上述13个DEGs和明显升高的3种黄酮类化合物进行皮尔逊相关系数分析，结果显示上述13个基因与3种黄酮类化合物均满足|PCC| ≥ 0.80且p-value ≤ 0.05的筛选标准，将上述基因作为直接或间接调控黄酮类化合物生物合成的候选基因，其中黄酮合成通路中有1个基因，苯丙烷合成途径中有5个基因，ABA合成通路中有7个基因，如表2所示。

基于转录-代谢联合分析得到coefficient值及p-value值，结果显示LOC106337270、LOC106329559、LOC106326133的表达特征与儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯和桑色素的含量变化呈正相关。使用Cytoscape 3.10绘制PPI互作网络图，如图5所示，结果显示，LOC106337270、LOC106329559、LOC106326133均发生了上调，推测儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯和桑色素的生物合成可能受LOC106337270、LOC106329559、LOC106326133基因的正向调控，基因注释结果显示，上述3个基因分别注释到野生甘蓝基因组数据库的PYL4-like、CAD8和Peroxidase 58-like。与此同时，LOC106292610、LOC106299030、LOC106295669、LOC106308242、LOC106317377、LOC106313324、LOC106301902、LOC106322834、Novel.3636、Novel.2982的表达特征与儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯和桑色素含量呈负相关，推测上述基因可能对该3种黄酮类物质的生物合成具有负向调控作用。

3 讨论与结论

黄酮类化合物是植物界中广泛存在的一类重要的次生代谢产物，几乎存在于所有植物的根、茎、叶、花和种子中[21]，在许多生理过程和环境响应中起到至关重要的作用[22]，且其合成积累易受到多种环境因素影响[8-23]。当植物遭受逆境胁迫时，植物体内的黄酮、黄酮醇、黄烷醇和花青素会被诱导合成，以增强植物的抗氧化能力[24]。此外，不同的黄酮类化合物可以预防肿瘤和炎症反应起到抗癌作用[25]。植物激素脱落酸在非生物胁迫中发挥着重要作用，因此也被称为“应激激素”[26]，其会诱导气孔的闭合以及作为一种化学信号参与植物的生长发育[27]。有研究报道，外源ABA可通过影响植物内源ABA的合成，通过促进次生代谢产物的合成以提高植物对逆境的抗性，减缓胁迫伤害[24]。为探究外源ABA促进青花菜芽苗黄酮类化合物生物合成的作用机制，笔者的试验借助广泛靶向代谢组和转录组测序技术分析了外源ABA处理后青花菜芽苗中黄酮类化合物差异代谢物及差异基因。经外源ABA处理后，青花菜芽苗代谢物中差异数量最多的为黄酮类化合物。有研究报道，植物经非生物胁迫会激活苯丙烷生物合成途径，进而作为黄酮类化合物的前体物质影响其生物合成。通过对拟南芥进行转录组学和代谢组学分析，干旱胁迫会调节苯丙烷途径主要酶的关键基因，从而诱导类黄酮的积累[28]。因此，当对青花菜芽苗喷施外源ABA后，黄酮类化合物合成的变化可能是由苯丙烷合成途径引起的。

黃酮类化合物结构多样，其基本结构是糖苷元，可通过酶促修饰产生结构差异进而造成功能的多样性，不同的黄酮具有多种生物学功能[29-30]。经外源ABA处理后，青花菜芽苗中含量明显变化的黄酮类物质主要是二氢黄酮、黄酮醇和黄烷醇，如含量明显升高的儿茶素没食子酸酯（1.80倍）和表儿茶素没食子酸酯（1.39倍）均为黄烷醇类化合物。有研究报道，黄烷醇由于具有抗氧化特性，是天然存在的植物性营养素，也是因其具有强大的抗氧化和自由基清除活性的特征，在植物对各种胁迫的反应中起重要作用[24]。众所周知，脱落酸是一种重要的植物激素，与干旱密切相关。当植物遭受干旱胁迫时，黄酮类化合物中儿茶素的合成会被明显诱导，从而增强抗逆能力，这在茶树中已被证实[30]。因此，用外源ABA喷施青花菜芽苗时，植物受到刺激产生应激反应，可能通过增加儿茶素没食子酸酯和表儿茶素没食子酸酯含量来增强芽苗的抗氧化性，这与前人的研究结果一致。

黄酮类化合物是由苯丙氨酸通过苯丙烷途径合成的，莽草酸途径合成苯丙氨酸，苯丙氨酸通过苯丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂酸4-羟化酶（C4H）、4-香豆素CoA连接酶（4CL）等作用合成黄酮类化合物[31]。笔者从苯丙烷合成通路中共筛选到5个差异表达基因，经联合分析发现LOC106329559和LOC106326133的表达特征与儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯和桑色素含量呈明显正相关。同时在ABA合成通路上筛选到与儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯和桑色素含量呈正相关的LOC106337270基因。LOC106337270、LOC106329559、LOC106326133分别注释到野生甘蓝基因组数据库的PYL4-like、CAD8和Peroxidase 58-like。前人的研究结果显示，干旱胁迫可诱导CAD转录水平升高，而诱导其表达途径之一即为ABA信号通路[33]；PYL4-like基因是在干旱耐受性调节中起作用的脱落酸受体，在拟南芥中将其过表达会增强抗旱性[32]。因此，基于本研究的结果，笔者推测LOC106337270、LOC106329559、LOC106326133可响应ABA信号参与调控黄酮类化合物的生物合成，后续的研究将围绕基因功能和调控机制开展相关研究。

综上所述，通过代谢组和转录组揭示对青花菜芽苗喷施外源50 μmol·L-1的ABA会影响黄酮类化合物的合成。代谢组结果显示，共获得79种差异代谢物，其中黄酮类化合物种类最多，共30种，其中桑色素、儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯含量明显增加，柚皮苷、银锻苷、枸橘苷含量明显降低。转录组分析共得到799个差异基因，通过代谢组和转录组联合分析，由黄酮合成途径、苯丙烷合成途径以及ABA激素合成途径共筛选出13个相关调控基因，其中LOC106337270、LOC106329559、LOC106326133对儿茶素没食子酸酯、表儿茶素没食子酸酯和桑色素的生物合成具有正向调控的潜在作用，可作为ABA调控青花菜芽苗黄酮类化合物生物合成的候选基因开展后续的基因功能和调控机制研究。

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收稿日期：2023-09-08；修回日期：2023-12-13

基金項目：湖南省自然科学基金项目（2022JJ30297，2023JJ20027）；湖南农业大学黄埔创新研究院项目（2022xczx085）

作者简介：唐晨晨，女，在读硕士研究生，研究方向为蔬菜品质调控。E-mail：1905556085@qq.com

通信作者：王军伟，男，副教授，研究方向为蔬菜品质调控与设施蔬菜栽培生理。E-mail：JunweiWang87@126.com