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重金属胁迫下白骨壤数字基因表达谱分析

发布时间:2018-12-21 18:15
【摘要】:[目的]从转录组水平研究重金属污水胁迫处理下白骨壤的基因表达变化,以揭示白骨壤响应重金属污染胁迫的机制。[方法]采用基于高通量测序的数字基因表达谱(DGE)技术对重金属污水胁迫处理组和对照组白骨壤材料进行转录组测序分析。[结果]与对照组相比,重金属处理下白骨壤共有10 459个差异表达基因,其中,8 685个表达量上升,1 774个表达量下降。Me V聚类表明:大部分基因在重金属处理样本中的表达量受到极大的诱导。GO功能注释发现,差异表达基因主要定位于叶绿体以及细胞内各种膜结构,参与"细胞代谢"、"细胞组分的组合和生物合成"、"对刺激的响应"等过程。KEGG代谢通路分析显示,差异表达基因分布于126条Pathways,涉及"核糖体"、"光合作用"、"乙醛酸盐代谢"、"丙酮酸代谢"等途径。重金属胁迫还促进萜类、黄酮类化合物生物合成的关键酶基因(r{牛儿基焦磷酸合酶(0009238)、黄酮醇合成酶(0001833))的表达,进而促进白骨壤有效成分的积累;显著诱导细胞分裂素水解酶编码基因CKX7(0057124)、油菜素内脂信号转导组分基因BSK(0043741)等的表达,进而提高白骨壤对重金属胁迫的适应能力。此外,转录因子分析发现,b HLH、NAC、MYB-related和WRKY在重金属胁迫中发挥重要作用。实验选取8个与环境刺激响应密切相关的基因,通过qRT-PCR验证了它们在重金属污水胁迫处理下的表达差异,结果与数字基因表达谱分析的结果较一致,证实了差异表达基因数据的有效性。[结论]重金属处理影响了白骨壤大量的新陈代谢、光合作用、小分子酸合成、激素合成与信号转导及次生代谢产物合成相关基因的表达。
[Abstract]:[objective] to study the changes of gene expression in white bone soil under heavy metal sewage stress at the transcriptional level, in order to reveal the mechanism of the response of white bone soil to heavy metal pollution stress. [methods] High throughput sequencing based digital gene expression profile (DGE) technique was used to analyze the transcriptional sequence of heavy metal sewage treatment group and control group. [results] compared with the control group, there were 10 459 differentially expressed genes in white bone soil treated with heavy metals, of which 8 685 genes were increased. The expression of most genes in heavy metal treated samples was greatly induced by. Me V cluster analysis. GO functional annotation showed that the differentially expressed genes were mainly located in chloroplasts and various membrane structures in cells. Involved in "cell metabolism", "combination and biosynthesis of cell components", "response to stimuli" and so on. Analysis of KEGG metabolic pathway showed that differentially expressed genes were distributed in 126 Pathways, involved in "ribosome", "photosynthesis", and so on. Glyoxylate metabolism, pyruvate metabolism, etc. Heavy metal stress also promoted the expression of key enzyme genes (r {calfyl pyrophosphatase (0009238) and flavonol synthase (0001833) in the biosynthesis of terpenoids and flavonoids, thus promoting the accumulation of active components in white bone soil. The expression of cytokinin hydrolase coding gene CKX7 (0057124) and lipid signal transduction component gene BSK (0043741) in Brassinoids were significantly induced to improve the adaptability of white bone soil to heavy metal stress. In addition, transcription factor analysis showed that b HLH,NAC,MYB-related and WRKY played an important role in heavy metal stress. Eight genes closely related to the response to environmental stimuli were selected and their differences in expression under heavy metal sewage stress were verified by qRT-PCR. The results were consistent with the results of digital gene expression profiling. The validity of differentially expressed gene data was confirmed. [conclusion] heavy metal treatment affects the expression of genes related to metabolism, photosynthesis, small molecule acid synthesis, hormone synthesis and signal transduction and secondary metabolite biosynthesis.
【作者单位】: 岭南师范学院生命科学与技术学院;广州基迪奥生物科技有限公司;
【基金】:广东省林业科技创新项目(2013KJCX011-03;2015KJCX025) 国家级大学生创新创业训练计划项目(201510579277) 湛江市热带特色资源植物技术开发重点实验室项目(2014A06008) 岭南师范学院自然科学研究项目(LZL1507)
【分类号】:X173;Q943.2

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本文编号:2389276

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