谷子萌发期响应干旱胁迫的基因表达谱分析

• 作者: 原向阳 尹美强 张彬 柯贞进 温银元 裴帅帅 许冰霞
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 谷子 干旱胁迫 种子萌发 基因表达谱
• 年，卷（期）: 2018,（8）
• 所属期刊栏目: 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学
• 页码范围: 1431-1447,中插1-中插39
• 页数: 18页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.08.002

摘要

[目的]谷子是一种耐旱作物,通过二代测序技术获得大量的谷子萌发期响应干旱胁迫的差异基因,进而挖掘谷子萌发期抵御干旱的关键基因及其相关的分子机制.[方法]以晋谷45为材料,谷子萌发期分别用18％PEG-6000干旱胁迫(处理组)和蒸馏水(对照组)处理种子并测定1、10和18 h种子的SOD、POD和CAT活性.SOD活性用氮蓝四唑(NBT)法测定,POD活性用愈创木酚法测定,CAT活性用比色法测定;对萌发10和18 h种子的对照组和处理组构建cDNA文库并进行差异基因表达谱分析;利用Bowtie将reads比对到参考基因组,采用RSEM对bowtie的比对结果进行表达量估计;使用DESeq进行差异表达基因分析;利用NR、Swiss-Prot、KEGG、COG和GO在线数据库对差异基因进行功能注释,挖掘调控谷子萌发的关键基因;利用qRT-PCR验证测序结果的可靠性.[结果]处理组的SOD活性整体比对照组高,而POD活性和CAT活性与之相反;随着萌发时间的变化,SOD活性在不断地增加,但CAT和POD活性逐渐减小.基因表达谱序列与所选参考基因组序列高度一致,基因表达呈现出高度不均一性.通过高通量测序最后获得35470个基因,以RPKM≥0.01为筛选标准,对照样本中分别筛选出24030和24486个表达基因,PEG干旱胁迫处理10和18 h的样本分别筛选出24019和23877个表达基因;差异表达基因分析表明,谷子萌发10和18 h分别筛选出456和545个差异基因,其中87和267个上调表达基因,369和278个下调表达基因;GO功能显著性富集分析表明,差异基因主要涉及代谢过程,细胞进程和响应刺激;KEGG富集分析表明,差异基因参与到苯丙烷代谢和植物激素信号转导过程;通过qRT-PCR对5个差异基因在干旱胁迫下种子萌发时的表达分析表明,其表达趋势与表达谱分析结果基本一致.[结论]差异表达基因广泛涉及到糖、蛋白质、核酸等生物大分子代谢、次生代谢和能量代谢等过程;SnRK2和PAL可能在干旱胁迫下调节种子的萌发.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	裴帅帅	山西农业大学农学院	4	64	3.0	4.0
2	原向阳	山西农业大学农学院	84	552	12.0	19.0
3	温银元	山西农业大学农学院	49	283	9.0	14.0
4	尹美强	山西农业大学农学院	32	246	9.0	14.0
5	张彬	山西农业大学农学院	34	150	6.0	11.0
6	许冰霞	山西农业大学农学院	3	5	1.0	2.0
7	柯贞进	山西农业大学农学院	2	30	2.0	2.0