红三叶响应淹水胁迫的相关通路及差异表达基因分析

作     者：尚盼盼 曾兵 屈明好 李明阳 杨兴云 郑玉倩 沈秉娜 毕磊 杨成 曾兵 SHANG Pan-pan;ZENG Bing;QU Ming-hao;LI Ming-yang;YANG Xing-yun;ZHENG Yu-qian;SHEN Bing-na;BI Lei;YANG Cheng;ZENG Bing

作者机构：西南大学动物科学技术学院重庆402460 草食动物科学重庆市重点实验室重庆400715 

出 版 物：《草业学报》 (Acta Prataculturae Sinica)

年 卷 期：2023年第32卷第4期

页      面：112-128页

核心收录：

学科分类：090503[农学-草业科学] 0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

基　　金：中央高校基本科研业务费项目荣昌专项(XDJK2020RC001) 重庆市现代山地特色高效农业产业技术体系(草食牲畜)2023 西南大学大学生创新训练项目(X202210635042,X202210635203)资助。 

主　　题：红三叶 淹水胁迫 转录组测序 代谢通路 差异表达基因 

摘      要：淹水胁迫是影响植物生长发育和分布的重要非生物胁迫,对植物淹水胁迫的研究是解决近年来极端强降水天气下植物生产管理的关键。红三叶作为优质豆科牧草,耐淹性较差,长期水淹会导致烂根死亡。为研究红三叶淹水胁迫下的分子响应机理,本研究通过Illumina高通量测序平台,以耐涝型品种“红龙淹水胁迫下0、8和24 h三个时间点的幼苗叶片为材料进行转录组测序,将测序数据与参考基因组比对后进行差异表达基因(DEGs)分析和功能注释。结果显示,与对照0 h相比,“红龙在淹水胁迫8 h后,有5065个DEGs,其中,上调表达基因2442个,下调表达基因2623个;在淹水胁迫24 h后,有9022个DEGs,其中,上调表达基因4279个,下调表达基因4743个。基因本体数据库富集结果显示,DEGs主要富集于代谢过程、细胞过程、生物调节、细胞、催化活性等条目;东京基因与基因组数据库富集结果显示,DEGs显著富集于植物激素信号调节、植物-病原互作、碳代谢和乙醛酸及二羧酸代谢等通路中,其中乙醛酸及二羧酸代谢通路中过氧化氢酶和甲酸脱氢酶等抗氧化酶相关基因高表达;并且发现差异表达的AP2/ERF、WRKY、bHLH、NAC、bZIP等重要转录因子在红三叶响应淹水胁迫中也发挥重要作用。最后利用qRT-PCR对DEGs进行表达模式的分析验证,发现其与RNA-Seq结果一致,证实了测序结果的准确性。本研究根据转录组信息对DEGs展开功能注释、代谢通路、转录因子等方面的分析研究,初步了解红三叶对淹水胁迫的分子响应机理,为后续候选基因功能挖掘提供了基础数据和理论支撑。