南方型紫花苜蓿叶片盐胁迫应答基因鉴定与分析

• 作者: 郑钢 马进
• 来源期刊: 农业生物技术学报
• 关键词: 紫花苜蓿 基因 叶片转录组 盐胁迫
• 年，卷（期）: 2015,（12）
• 所属期刊栏目: 研究论文与报告
• 页码范围: 1531-1541
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7968.2015.12.001

摘要

以南方型紫花苜蓿(Medicago sativa ‘Millennium’)为材料,以正常培养(WT CK2)和盐胁迫(WT_N2)条件下的2个样品叶片进行转录组分析,鉴定紫花苜蓿叶片盐胁迫应答相关基因,从转录组水平揭示南方型紫花苜蓿适应盐胁迫环境的分子机制.提取常培养(WT CK2)和盐胁迫(WT_N2)叶片总RNA,以Illumina Hiseq 2000平台进行RNA测序(RNA Sequencing,RNA-Seq)分析.同时,对上调和下调DEGs(differential-expressed genes)进行基因本体(Gene Ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)代谢途径富集分析.选择DEGs 6个,以qRT-PCR验证RNA-Seq结果的可靠性.结果表明,滤低质量reads后,WT CK2和WT N2分别保留了62 771 040和60 394 756对高质量reads用于差异表达基因的筛选,其中52.47％和53.07％的reads能准确比对到参考序列蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)上,说明RNA-Seq结果和参考序列可靠.DEGs鉴定结果表明,7 497个基因受盐胁迫诱导差异表达,其中上调表达4 078个,3 419下调表达,其中包括46个转录因子家族的474个转录因子基因在盐胁迫差异表达.GO富集分析表明,差异表达基因广泛涉及结合、催化活性、细胞过程、代谢过程和刺激响应.KEGG代谢分析表明,差异表达基因广泛涉及次生代谢、代谢途径、苯丙素的生物合成、黄酮类生物合成和植物激素信号转导.紫花苜蓿叶片盐胁迫响应中活性氧清除类、渗透调节和离子转运类基因上调,参与生物合成和钙依赖蛋白激酶信号转导途径,丝裂原活化蛋白激酶,PP2C(protein phosphatase 2C)基因家族、ABA(abscisic acid)通路和激素(水杨酸,乙烯和茉莉酸)信号途径基因表达上调,C3H、NAC、WRKY和AP2/EREBP转录家族因子不同程度上调,而基础代谢和蛋白合成途径总体上受到抑制.此外,候选了与盐胁迫响应相关的海藻糖-6-磷酸合成酶基因、Na+/H+逆向转运蛋白基因、类受体激酶基因、钙依赖性蛋白激酶基因、非酵解型蛋白激酶基因、类萌发素蛋白基因及相关转录因子基因等.qRT-PCR检测6个DEGs的表达模式与RNA-Seq分析结果一致,证实了RNA-Seq结果的可靠性.本研究为阐明南方型紫花苜蓿耐盐分子机制提供基础资料.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	马进	浙江农林大学风景园林与建筑学院	29	162	8.0	11.0
2	郑钢	浙江农林大学风景园林与建筑学院	19	139	7.0	11.0