转录组及代谢组联合解析玉米响应花粒期高温胁迫机制
发布时间：2021-06-07 01:36
为了探明我国玉米主要推广品种郑单958、先玉335花粒期高温胁迫下基因表达及代谢物差异,挖掘玉米响应高温胁迫的关键基因及代谢物,利用Illumina HiSeqTM 2500高通量测序技术分别对郑单958、先玉335高温胁迫7,14 d的穗位叶及对照叶进行高通量转录组测序,利用广泛靶向代谢组测序技术对样品进行高通量代谢物测序。转录组测序共获得214.81 Gb干净序列。郑单958高温胁迫7 d后检测到49个差异表达基因,其中24个为上调基因。继续高温胁迫14 d共检测到306个差异表达基因,其中130个为上调基因。高温胁迫7 d与高温胁迫14 d对比组中检测到1 462个差异表达基因,其中647个为上调基因。先玉335高温胁迫7 d后共检测到381个差异表达基因,164个上调基因。继续高温胁迫14 d后共检测到299个差异表达基因,226个为上调基因。高温胁迫7 d与高温胁迫14 d对比组中共检测到2 481个差异表达基因,其中1 275个上调基因。在郑单958、先玉335高温胁迫7 d后对比组中检测到6 646个差异表达基因,其中3 253个上调基因。在郑单95...
【文章来源】：华北农学报. 2020,35(01)北大核心CSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
HT先玉335-1-2-3 vs HT先玉335-4-5-6对比组差异表达基因KEGG通路富集散点图
参照KEGG pathway系统基因组信息数据库,对检测到的差异表达基因代谢通路进行富集分析。KEGG代谢通路数据库包括碳水化合物代谢、核苷酸及氨基酸代谢、有机物生物合成及降解等多种代谢途经。郑单958 高温胁迫7 d后检测到的49个差异表达基因主要分布于淀粉和蔗糖代谢、玉米素生物合成、牛磺酸及亚磺酸代谢、丁酸甲酯代谢、β-丙氨酸代谢等代谢途经中。高温胁迫14 d后差异表达基因主要分布于苯丙素生物合成、甘油磷脂代谢、淀粉及蔗糖代谢、硫胺素代谢、核黄素代谢、氮代谢等代谢途经中。从图1可以看出,不同高温胁迫对比组中检测到了更多的差异表达基因,主要集于内质网蛋白质加工、谷胱甘肽代谢、苯并噁嗪类化合物生物合成、其他类型氧化多糖生物合成、植物昼夜节奏、氮代谢、酪氨酸代谢等代谢途经。先玉335高温胁迫7 d后差异表达基因主要分布于内质网蛋白质加工、淀粉及蔗糖代谢、戊糖与葡萄糖醛酸酯相互转化、植物-病原体相互作用、玉米素生物合成、苯并噁嗪类化合物生物合成、苯丙素生物合成、植物激素信号传导等代谢途经中。高温胁迫14 d后差异表达基因主要分布于苯丙素生物合成、植物昼夜节奏、植物激素信号传导、淀粉及蔗糖代谢、光合天线蛋白、硫胺素代谢、亚油酸代谢、酪蛋白氨基酸代谢、甘氨酸,丝氨酸及苏氨酸代谢等代谢途径中。先玉335不同高温胁迫时间样品对比组检测到了更多的差异表达基因,如图2所示,主要富集于内质网蛋白质加工代谢、植物激素信号传导、植物-病原体相互作用、类胡萝卜素生物合成、谷胱甘肽代谢、植物昼夜节奏、精氨酸及脯氨酸代谢、其他类型氧化多糖生物合成等代谢途经。郑单958与先玉335品种间高温胁迫7 d对比组中检测到的差异表达基因主要集中于谷胱甘肽代谢、氮代谢、脂肪酸生物合成、鞘脂类化合物代谢、黄酮类化合物生物合成、黄酮及黄酮醇生物合成、类单萜生物合成、维生素B6代谢等代谢途经。郑单958与先玉335品种间高温胁迫14 d所检测到的差异表达基因主要集中于谷胱甘肽代谢、丙酮酸代谢、半胱氨酸及蛋氨酸代谢、鞘脂类化合物代谢、氮代谢、精氨酸及脯氨酸代谢、硫代谢、苯基丙氨酸代谢、醚酯代谢、花生四烯酸代谢等代谢途经中。2.4 高温胁迫相关转录因子分析
不同对比组间差异表达代谢物韦恩图
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米自交系响应花粒期高温胁迫差异表达基因的分析[J]. 李川,乔江方,朱卫红,代书桃,黄璐,张美微,刘京宝. 华北农学报. 2019(01)
[2]不同玉米杂交种对花期高温、干旱复合胁迫的响应[J]. 赵霞,穆心愿,马智艳,刘天学,齐红志,丁勇,张凤启,张君,赵发欣,邢健伟,吴东洪,唐保军. 河南农业科学. 2017(08)
[3]极端高温天气对玉米产量的影响及其与大气环流和海温的关系[J]. 周梦子,王会军,霍治国. 气候与环境研究. 2017(02)
[4]水稻穗分化期高温胁迫对颖花退化及籽粒充实的影响[J]. 王亚梁,张玉屏,朱德峰,向镜,武辉,陈惠哲,张义凯. 作物学报. 2016(09)
[5]粮食作物对高温干旱胁迫的响应及其阈值研究进展与展望[J]. 赵鸿,王润元,尚艳,王鹤龄,张凯,赵福年,齐月,陈斐. 干旱气象. 2016(01)
[6]水分和高温复合胁迫对水稻幼苗光合生理特性的影响[J]. 杨波,田露,李琦,宋晓卉,王兰兰. 作物杂志. 2015(05)
[7]气候变化对河南省夏玉米主栽品种发育期的影响模拟[J]. 李树岩,王靖,余卫东,陈忠民. 中国农业气象. 2015(04)
[8]淮北平原夏玉米花期高温热害综合气候指标研究[J]. 李德,孙义,孙有丰. 中国生态农业学报. 2015(08)
[9]灌浆期高温胁迫对小麦灌浆特性和品质的影响[J]. 傅晓艺,何明琦,史占良,赵彦坤,王秀堂,郭进考. 麦类作物学报. 2015(06)
[10]气候变化背景下华北平原夏玉米各生育期水热时空变化特征[J]. 王占彪,王猛,尹小刚,张海林,褚庆全,文新亚,陈阜. 中国生态农业学报. 2015(04)
本文编号：3215574
【文章来源】：华北农学报. 2020,35(01)北大核心CSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
HT先玉335-1-2-3 vs HT先玉335-4-5-6对比组差异表达基因KEGG通路富集散点图
参照KEGG pathway系统基因组信息数据库,对检测到的差异表达基因代谢通路进行富集分析。KEGG代谢通路数据库包括碳水化合物代谢、核苷酸及氨基酸代谢、有机物生物合成及降解等多种代谢途经。郑单958 高温胁迫7 d后检测到的49个差异表达基因主要分布于淀粉和蔗糖代谢、玉米素生物合成、牛磺酸及亚磺酸代谢、丁酸甲酯代谢、β-丙氨酸代谢等代谢途经中。高温胁迫14 d后差异表达基因主要分布于苯丙素生物合成、甘油磷脂代谢、淀粉及蔗糖代谢、硫胺素代谢、核黄素代谢、氮代谢等代谢途经中。从图1可以看出,不同高温胁迫对比组中检测到了更多的差异表达基因,主要集于内质网蛋白质加工、谷胱甘肽代谢、苯并噁嗪类化合物生物合成、其他类型氧化多糖生物合成、植物昼夜节奏、氮代谢、酪氨酸代谢等代谢途经。先玉335高温胁迫7 d后差异表达基因主要分布于内质网蛋白质加工、淀粉及蔗糖代谢、戊糖与葡萄糖醛酸酯相互转化、植物-病原体相互作用、玉米素生物合成、苯并噁嗪类化合物生物合成、苯丙素生物合成、植物激素信号传导等代谢途经中。高温胁迫14 d后差异表达基因主要分布于苯丙素生物合成、植物昼夜节奏、植物激素信号传导、淀粉及蔗糖代谢、光合天线蛋白、硫胺素代谢、亚油酸代谢、酪蛋白氨基酸代谢、甘氨酸,丝氨酸及苏氨酸代谢等代谢途径中。先玉335不同高温胁迫时间样品对比组检测到了更多的差异表达基因,如图2所示,主要富集于内质网蛋白质加工代谢、植物激素信号传导、植物-病原体相互作用、类胡萝卜素生物合成、谷胱甘肽代谢、植物昼夜节奏、精氨酸及脯氨酸代谢、其他类型氧化多糖生物合成等代谢途经。郑单958与先玉335品种间高温胁迫7 d对比组中检测到的差异表达基因主要集中于谷胱甘肽代谢、氮代谢、脂肪酸生物合成、鞘脂类化合物代谢、黄酮类化合物生物合成、黄酮及黄酮醇生物合成、类单萜生物合成、维生素B6代谢等代谢途经。郑单958与先玉335品种间高温胁迫14 d所检测到的差异表达基因主要集中于谷胱甘肽代谢、丙酮酸代谢、半胱氨酸及蛋氨酸代谢、鞘脂类化合物代谢、氮代谢、精氨酸及脯氨酸代谢、硫代谢、苯基丙氨酸代谢、醚酯代谢、花生四烯酸代谢等代谢途经中。2.4 高温胁迫相关转录因子分析
不同对比组间差异表达代谢物韦恩图
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米自交系响应花粒期高温胁迫差异表达基因的分析[J]. 李川,乔江方,朱卫红,代书桃,黄璐,张美微,刘京宝. 华北农学报. 2019(01)
[2]不同玉米杂交种对花期高温、干旱复合胁迫的响应[J]. 赵霞,穆心愿,马智艳,刘天学,齐红志,丁勇,张凤启,张君,赵发欣,邢健伟,吴东洪,唐保军. 河南农业科学. 2017(08)
[3]极端高温天气对玉米产量的影响及其与大气环流和海温的关系[J]. 周梦子,王会军,霍治国. 气候与环境研究. 2017(02)
[4]水稻穗分化期高温胁迫对颖花退化及籽粒充实的影响[J]. 王亚梁,张玉屏,朱德峰,向镜,武辉,陈惠哲,张义凯. 作物学报. 2016(09)
[5]粮食作物对高温干旱胁迫的响应及其阈值研究进展与展望[J]. 赵鸿,王润元,尚艳,王鹤龄,张凯,赵福年,齐月,陈斐. 干旱气象. 2016(01)
[6]水分和高温复合胁迫对水稻幼苗光合生理特性的影响[J]. 杨波,田露,李琦,宋晓卉,王兰兰. 作物杂志. 2015(05)
[7]气候变化对河南省夏玉米主栽品种发育期的影响模拟[J]. 李树岩,王靖,余卫东,陈忠民. 中国农业气象. 2015(04)
[8]淮北平原夏玉米花期高温热害综合气候指标研究[J]. 李德,孙义,孙有丰. 中国生态农业学报. 2015(08)
[9]灌浆期高温胁迫对小麦灌浆特性和品质的影响[J]. 傅晓艺,何明琦,史占良,赵彦坤,王秀堂,郭进考. 麦类作物学报. 2015(06)
[10]气候变化背景下华北平原夏玉米各生育期水热时空变化特征[J]. 王占彪,王猛,尹小刚,张海林,褚庆全,文新亚,陈阜. 中国生态农业学报. 2015(04)
本文编号：3215574
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