Vegetable Res | 南京农业大学熊爱生团队分析了不同光周期下胡萝卜昼夜节律的高通量转录组学
- 2026-10-22 04:32:06
Vegetable Res | 南京农业大学熊爱生团队分析了不同光周期下胡萝卜昼夜节律的高通量转录组学
胡萝卜（Daucus carota L.）是伞形科重要的根茎类蔬菜，其叶片富含叶绿素，光合作用效率直接影响产量与品质。生物钟（昼夜节律）作为植物感知环境变化的内源性计时网络，在调节光周期响应、叶绿素合成及光合适应性中起关键作用，但其在胡萝卜中的调控机制尚不明确。 2025年11月，Vegetable Research 在线发表了南京农业大学园艺学院题为High-throughput transcriptomic analysis of circadian rhythm under different photoperiods in carrot的研究论文。该研究通过高通量转录组技术，系统揭示了不同光周期下胡萝卜生物钟基因的表达模式及其对叶绿素代谢的调控网络。 研究团队对胡萝卜品种‘Kurodagosun’进行了三种光周期处理（16L/8D、12L/12D、8L/16D），并在24小时内每3小时取样测定叶绿素含量，同时选取4个时间点进行转录组测序。结果显示，长日照条件（16L/8D）显著促进胡萝卜叶片叶绿素a、叶绿素b及总叶绿素积累，最高值分别达1.160 mg·g⁻¹ 和0.486 mg·g⁻¹。 转录组分析共鉴定出19,972条单基因，其中12,385条获得GO功能注释，12,583条映射至KEGG代谢通路。差异表达基因（DEGs）分析表明，多个叶绿素代谢关键基因的表达受光周期显著调控：在长日照下，Hem（参与ALA合成）与POR（催化原叶绿素酸酯还原）基因显著上调；而CAO（叶绿素a加氧酶）与CHL（叶绿素酶）等基因则呈现光周期依赖性表达变化，暗示其在叶绿素合成与降解平衡中的调控作用。 
图1 叶绿素代谢途径及相关基因的差异表达 注：红色表示向上调整，蓝色表示向下调整 研究进一步整合了CHLI、DVR、CHLG、CLH、CAR 等基因在叶绿素与类胡萝卜素代谢网络中的功能，系统阐明了光信号通过生物钟途径调控叶绿素合成、转化与降解的分子框架（图1）。该研究首次在胡萝卜中构建了光周期‑生物钟‑叶绿素代谢的调控网络，为理解非模式植物的光适应机制提供了新视角，也为通过光周期管理优化胡萝卜光合效率及品质育种提供了理论依据。 南京农业大学作物遗传与种质创新利用全国重点实验室、蔬菜学国家重点学科，园艺学院熊爱生教授为该文通讯作者，博士研究生张楠为该论文第一作者。该研究得到了中央高校基本科研业务费专项资金（KYLH2025002）、教育部青藏高原生物技术重点实验室开放研究项目（2023-SYS-02）、江苏省高校重点学科建设项目（PAPD）以及南京农业大学生物信息中心的支持。 PDF下载： vegres-0025-0037.pdf Vegetable Res |《蔬菜研究》2024年文章目录 Vegetable Res | 湖南农业大学：辣椒基因表达分析有了 “新标尺”，CaActin1 和CaGAPDH2 实证有效 Vegetable Res | 华中农业大学别之龙/成金桃团队分析鉴定了束状阿拉伯半乳聚糖蛋白CmFLA在甜瓜果实糖积累中的作用 期刊官网： www.maxapress.com/vegres 
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中文标题：
不同光周期下胡萝卜昼夜节律的高通量转录组学分析
原文链接：
https://doi.org/10.48130/vegres-0025-0037
特邀作者：张楠、熊爱生
编辑：顾笑寅
审核：史安琪
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关于Vegetable Research
Vegetable Research 是一本开放获取的期刊，致力于传播蔬菜作物研究进展。欢迎蔬菜研究所有领域的原始研究论文、方法、资源和综述等投稿，主题范围包括（但不限于）遗传、育种、组学、分子生物学、生物技术、与环境和其他生物系统的相互作用以及采收前后的生产。期刊主编由中国农业大学张小兰教授和法国图卢兹国立理工学院Julien Pirrello博士共同担任，执行主编由华北理工大学宋小明教授担任。目前期刊已被ESCI、Scopus、DOAJ、CABI等数据库收录。科睿唯安JCR2024影响因子：2.8，位于园艺一区。
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