油茶响应不同光照强度的转录组分析

• 作者: 吴杨 郑亿磊 罗志强 朱智国 严鑫 王海浪 九江学院江西油茶研究中心
• 来源期刊: 南方农业学报
• 学科: 农学
• 关键词: 油菜 光照强度 光合作用 转录组 差异表达基因(DEGs)
• 年，卷（期）: 2024,（3）
• 所属期刊栏目: 专题：转录组测序
• 页码范围: 199-208
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

【目的】对油茶不同光照强度条件下的转录组进行测序分析，以期解析油茶响应光照环境变化的分子调控网络，为油茶高光效代谢网络构建及其关键基因挖掘提供依据。【方法】在不同光照强度处理下测定油茶叶片光合生理指标，利用高通量测序技术进行转录组测序分析，挖掘光合作用、初级代谢、次级代谢、激素合成相关通路上的差异表达基因（DEGs），并分析其表达特征。【结果】随光照强度减弱，油茶叶片净光合速率、气孔导度和碳含量降低，而胞间CO2浓度、叶绿素a、叶绿素b和氮素含量提高。GO功能注释结果显示，油茶通过上调生物学过程、细胞组成和分子功能相关DEGs的表达来适应弱光环境。Mapman代谢通路富集结果显示，油茶通过上调捕光复合体、电子传递蛋白、碳水化合物分解和氮代谢，下调光呼吸和三羧酸循环通路上DEGs的表达以应对碳同化能力的不足。随光照强度降低，脱落酸（ABA）、油菜素内酯（BR）、生长素（IAA）、茉莉酸（JA）和赤霉素（GA）合成通路上的DEGs上调表达，分裂素（CTK）分解通路上的DEGs下调表达，黄酮类、苯丙烷类、酚类、萜类、生物碱等次级代谢通路上的DEGs下调表达。共鉴定出1372个转录因子，其中家族成员数量最多的转录因子为bHLH和ERF，分别有115个和100个。【结论】油茶光合碳同化能力随光照强度降低而下降。在分子水平上通过上调捕光复合体、电子传递蛋白、碳水化合物分解、氮代谢和各类激素合成，下调呼吸作用和次级代谢途径上的基因表达，以及调控bHLH和ERF两大类转录因子来响应低光照强度环境。