多年生黑麦草温度胁迫差异表达转录因子的比较转录组分析

发布时间：2021-06-14 10:57

　　多年生黑麦草是禾本科冷季型草种,温度胁迫严重影响其分布和产量。转录因子调控基因表达在植物响应逆境胁迫中发挥重要作用。该研究以多年生黑麦草品种雅晴为材料,采用高通量RNA-seq技术,对热（40℃）、冷冻（-10℃）和对照（22℃）处理的样本进行转录因子应答分析,以探索多年生黑麦草转录因子对温度胁迫的响应规律,并筛选抗逆转录因子候选基因。结果显示:（1）共鉴定了694个转录因子unigenes,分属于AP2/ERF、GTF、HSF、MYB、NAC、WRKY、bHLH和bZIP等32个家族。（2）在热和冷冻胁迫下,ERF（AP2/ERF）、MYB、NAC和bZIP家族基因均以上调为主,而WRKY家族则多数下调。HSF、GTF和DREB（AP2/ERF）家族成员大多数受热诱导上调,而多数bHLH家族成员受冷冻胁迫上调。（3）功能富集结果表明,多年生黑麦草差异表达的转录因子基因主要参与植物激素信号转导、昼夜节律和病原体互作等通路。研究表明,多年生黑麦草中与胁迫适应相关的转录因子基因普遍上调表达,而与生长和抗病相关的基因多数下调。该研究筛选到大量抗逆转录因子候选基因,为分子育种提供抗逆基因资源。 

【文章来源】：西北植物学报. 2020,40(05)北大核心CSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

多年生黑麦草转录因子大家族基因对冷热胁迫的差异表达模式

图2 多年生黑麦草转录因子大家族基因对冷热胁迫的差异表达模式植物昼夜节律中的差异基因主要来自bHLH 和MYB家族,编码PIF3蛋白(bHLH家族)的21个基因,热胁迫20个应答基因13个上调,冷胁迫19个应答基因13个上调。编码核心蛋白CCA1(MYB家族)的5个基因中,热胁迫4个基因差异表达,即有3个下调;冷胁迫这5个基因均差异表达,其中4个上调。此外,3个编码核心蛋白LHY蛋白的基因(MYB家族)也具有类似应答趋势,热胁迫2个应答基因全部下调,冷胁迫3个应答基因全部上调。整体上,转录因子PIF3s以上调的形式响应热和冷冻胁迫,而编码核心组分的CCA1和LHYs下调响应高温胁迫,上调响应低温胁迫。

当植物受到逆境因子刺激后会产生一系列响应并启动逆境调节反应,转录因子在整个过程中起着中心调控的作用,植物转录因子领域逐渐成为植物抗逆机制研究的核心和热点[20]。通过对高温和低温胁迫处理组与对照组比较转录组分析,共鉴定到多年生黑麦草694个转录因子,丰富了禾本科植物转录因子数据。本论文中转录组数据已通过荧光定量PCR验证,与转录组测序一致性达到78%,表明测序结果可靠 [17]。图5 多年生黑麦草参与植物-病原体相互作用的转录因子WRKY基因在热和冷冻胁迫下的表达变化

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3229688