铝诱导的茶树根系转录组变化分析

• 作者: 黄丹娟 谭荣荣 陈勋 王红娟 龚自明 王友平 毛迎新
• 学科: 农学
• 关键词: 茶树 Al 根系 差异表达基因 RNA测序
• 年，卷（期）: 2022,（5）
• 页码范围: 506-520
• 页数: 14页
• 分类号: S571.1,Q52
• 语种: 中文

摘要

探讨茶树响应铝（Aluminum，Al）的基因调控网络和表达模式，确定一些关键候选基因，为茶树耐Al分子机制研究奠定基础。测定了0、0.2、1、2、4mmol·L-15个Al3+浓度处理7d的福鼎大白茶根系抗氧化酶活性和Al含量变化，并提取0mmol·L-1（R0）、1mmol·L-1（R1）和4mmol·L-1（R4）3个浓度下的茶树根系总RNA，通过Illumina Hiseq Xten平台进行高通量转录组测序。结果表明，随着Al3+浓度的升高，根系POD（Peroxidase，过氧化物酶）活性逐渐下降，APX（Ascorbicacid peroxidase，抗坏血酸过氧化物酶）活性则逐渐升高。SOD（Superoxide dismutase，超氧化物歧化酶）活性在Al3+浓度为1mmol·L-1时最高，CAT（Catalase，过氧化氢酶）活性在各处理间无显著差异。根系中Al含量随着Al3+浓度的升高呈先上升后下降趋势，在Al3+浓度为1mmol·L-1时达到最高。经筛选得到R1VSR0，R4VSR0，R4VSR1的DEGs（Differentially expressed genes）分别为1894、2439个和1384个，显著上调（下调）的差异表达基因分别有733（1161）、846（1593）个和628（756）个。GO富集分析表明，3个处理组在生物学途径中富集最多的类别均为刺激响应。在分子功能和细胞组件方面，R1VSR0和R4VSR0富集最多的类别均为核酸结合转录因子活性和细胞外围，R4VSR1富集最多的类别为氧化还原酶活性相关基因和膜区域。KEGG富集分析表明，R1VSR0、R4VSR0、R4VSR1分别显著富集了29、41条和19条Pathway，它们包括转录因子、转运蛋白、植物-病原菌互作、苯丙烷生物合成途径等，鉴定到多个参与调控活性氧代谢、有机酸或金属转运蛋白、转录因子及细胞壁结构修饰等生理过程的基因在Al诱导后上调或抑制表达，显示这些基因与茶树耐Al分子机制密切相关。