检索结果-内蒙古大学图书馆

作物学报 2024年第7期50卷 1855-1866页

作者：玉泉馨杨宗桃张海程光远焦文迪曾康罗廷绪黄国强王璐徐景升福建农林大学/农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心/教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室福建福州350002

类钙调素(Calmodulin-like,CML)是植物特有的钙信号感受器蛋白之一,参与植物生长发育和响应外界环境信号转导。甘蔗(Saccharum ***)中CML应答甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)侵染尚未见报道。本研究从甘蔗热带种Badila(***)... 详细信息

类钙调素(Calmodulin-like,CML)是植物特有的钙信号感受器蛋白之一,参与植物生长发育和响应外界环境信号转导。甘蔗(Saccharum ***)中CML应答甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)侵染尚未见报道。本研究从甘蔗热带种Badila(***)中克隆了一个CML基因,命名为ScCML13。该基因开放读码框(open reading frame,ORF)长度为519 bp,编码172 aa。生物信息学分析表明,ScCML13属于稳定的亲水脂溶蛋白,无跨膜结构域,有4个结合Ca2+的EF-hand结构域;系统进化树分析表明,该蛋白在单子叶和双子叶植物中及单子叶C3和C_(4)植物中具有明显分化;酵母双杂交(yeast two-hybrid,Y2H)和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)试验表明,ScCML13与SCMV的运动蛋白P3N-PIPO互作。亚细胞定位试验表明ScCML13定位于内质网和细胞核。共定位试验发现ScCML13会干扰SCMV-P3N-PIPO的质膜(plasma membrane)或胞间连丝(plasmodesmata)定位。实时荧光定量PCR(Real Time Quantitative PCR,RT-qPCR)分析发现,ScCML13基因主要在甘蔗叶片中表达,在节间和根中的相对表达量低;ScCML13基因在感染SCMV后2 h显著上调,随后下调至与对照组相比的水平,而在感染后期上调。

关键词：类钙调素甘蔗花叶病毒 P3N-PIPO 蛋白互作

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甘蔗谷胱甘肽硫转移酶ScGSTF1与P3N-PIPO互作应答甘蔗花叶病毒侵染的研究

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作物学报 2023年第10期49卷 2665-2676页

作者：杨宗桃焦文迪张海张克闽程光远罗廷绪曾康周营栓徐景升福建农林大学农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心福建福州350002

谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase, GST, EC2.5.1.18)广泛分布于具有细胞结构的生物中。在植物中,GST参与调控生长发育、异生物质解毒及逆境应答。本课题组以甘蔗花叶病毒(Sugarcanemosaicvirus,SCMV)编码蛋白P3N-PIPO为诱饵... 详细信息

谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase, GST, EC2.5.1.18)广泛分布于具有细胞结构的生物中。在植物中,GST参与调控生长发育、异生物质解毒及逆境应答。本课题组以甘蔗花叶病毒(Sugarcanemosaicvirus,SCMV)编码蛋白P3N-PIPO为诱饵,从甘蔗(***)叶片cDNA酵母文库中筛选到1个GST基因,并从甘蔗原始栽培种Badila中克隆了该基因,其开放读码框(open reading frame, ORF)长度为645 bp,编码214个氨基酸。序列比对及进化树分析表明,该基因编码蛋白属于GST家族的Phi (F)类型(GSTF),因此命名为ScGSTF1。进一步的生物信息学分析表明,ScGSTF1不存在跨膜区域,为稳定的亲水性脂溶蛋白;GST蛋白在单子叶和双子叶植物中及C3和C4植物中存在明显的分化。酵母双杂交(yeast two-hybrid, Y2H)和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation, BiFC)试验表明, ScGSTF1与SCMV-P3N-PIPO蛋白互作。亚细胞定位试验表明ScGSTF1定位于内质网。实时荧光定量PCR分析表明, ScGSTF1在甘蔗各个组织中显著差异表达,在第3节间中的表达量最高,在心叶及根中的表达量最低;SCMV侵染显著性影响ScGSTF1基因的表达水平,侵染早期上调表达,随后下调,但仍保持显著高于对照的水平。

关键词：甘蔗甘蔗花叶病毒谷胱甘肽硫转移酶 P3N-PIPO 蛋白互作

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甘蔗割手密种NAC转录因子ATAF亚家族鉴定及栽培品种ScNAC2基因的功能分析

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作物学报 2023年第1期49卷 46-61页

作者：王恒波张畅吴明星李湘蒋钟莉林容潇郭晋隆阙友雄福建农林大学农业/农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心福建福州350002

NAC (NAM, ATAF和CUC)是陆生植物特有的转录因子家族,包含18个亚家族,其中ATAF亚家族成员广泛参与生物和非生物胁迫应答过程。本研究基于甘蔗割手密种基因组数据和栽培品种ROC22的cDNA文库,首先,通过比较基因组学方法,对ATAF亚家族成员... 详细信息

NAC (NAM, ATAF和CUC)是陆生植物特有的转录因子家族,包含18个亚家族,其中ATAF亚家族成员广泛参与生物和非生物胁迫应答过程。本研究基于甘蔗割手密种基因组数据和栽培品种ROC22的cDNA文库,首先,通过比较基因组学方法,对ATAF亚家族成员进行鉴定、蛋白多序列比对、系统进化分析及启动子区域顺式作用元件预测;其次,从甘蔗栽培品种克隆获得割手密种ATAF亚家族成员SsNAC2的同源基因ScNAC2,在生物信息学分析基础上,采用qRT-PCR技术分析该基因的组织特异性表达模式,及其在不同外源胁迫下的表达特性;最后,对ScNAC2基因的编码蛋白进行亚细胞定位和转录激活活性试验。结果表明,一共鉴定到6个ATAF亚家族成员,开放读阅读框在889~1017bp之间,相对分子量介于32.067~35.819kD之间,理论等电点分布在5.09~8.92之间,所有成员的编码蛋白被预测均定位于细胞核上。这些基因的Ka/Ks比值均小于1,表明纯化选择在进化过程中起重要作用。蛋白的氨基酸序列比对显示,ATAF亚家族成员都含NAM保守结构域(由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ亚结构域组成)。系统进化分析揭示,禾本科的甘蔗、高粱、玉米与水稻亚家族成员都聚类在一起,表明有较近的亲缘关系,同时拟南芥、水稻、玉米和高粱等40个ATAF亚家族成员分为两个组(Group A和Group B),其中玉米ATAF亚家族发生明显的基因扩增现象。此外, ATAF亚家族成员启动子区域均包含响应低温、干旱和激素等逆境胁迫的顺式作用元件,推测其参与多种生物和非生物胁迫的应答过程。进一步,从甘蔗栽培品种ROC22中克隆获得ScNAC2基因的cDNA全长序列(GenBank登录号为OL982539),其开放读码框为891bp,编码296个氨基酸残基;该基因的编码蛋白与割手密种ATAF亚家族GroupB中SsNAC2蛋白的氨基酸序列相似性为97.99%。qRT-PCR表达分析结果表明, ScNAC2基因在甘蔗不同组织中组成型表达,在蔗叶和蔗皮中表达量高于蔗肉、蔗芽和蔗根;在水杨酸和茉莉酸甲酯胁迫下,表达量显著下调;在脱落酸、4℃低温和氯化钠胁迫下, ScNAC2基因的表达呈现由低到高的模式,且差异达显著水平。亚细胞定位结果显示, ScNAC2-GFP融合蛋白定位在细胞核上。转录激活活性试验表明, ScNAC2蛋白不具有转录自激活活性。以上结果为深入解析甘蔗NAC-ATAF亚家族成员在响应生物和非生物胁迫应答中的生物学功能奠定了基础,为甘蔗抗性分子育种提供潜在的基因资源。

关键词：甘蔗转录因子 NAC基因家族生物和非生物胁迫表达模式

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甘蔗抗褐锈病Bru1区域的鉴定及候选抗病基因的功能分析

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中国农业科学 2024年第5期57卷 855-867页

作者：吴期滨谢婉婕钟惠冯春燕潘浩然齐浥颖张积森王恒波福建农林大学农学院/国家甘蔗工程技术研究中心/农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室

【目的】甘蔗褐锈病是由黑顶柄锈菌（Puccinia melanocephala H. Sydow&P. Sydow）引起的最具破坏性的真菌病害之一，能造成蔗糖分降低10%—36%，严重威胁甘蔗产业发展。已有研究揭示抗褐锈病主效基因定位于Bru1区域，克隆其关键候... 详细信息

【目的】甘蔗褐锈病是由黑顶柄锈菌（Puccinia melanocephala H. Sydow&P. Sydow）引起的最具破坏性的真菌病害之一，能造成蔗糖分降低10%—36%，严重威胁甘蔗产业发展。已有研究揭示抗褐锈病主效基因定位于Bru1区域，克隆其关键候选基因，并进行功能研究，为选育抗褐锈病甘蔗新品种提供重要的候选基因资源。【方法】利用PacBio SequelⅡ测序平台获得甘蔗栽培品种ROC22的contig水平基因组信息，鉴定到抗褐锈病Bru1区域，对其进行基因注释和克隆，分析其组织特异性和抗、感褐锈病甘蔗品种中的表达模式及其在烟草叶片的亚细胞定位和瞬时表达。【结果】基于Bru1位点区域紧密连锁的标记R12H16和9O20-F4，从该区域中注释到33个基因，结合典型抗病基因结构域，共筛选获得5个候选抗病基因，分别为Brrg99、Brrg103、Brrg108、Brrg115和Brrg116。以甘蔗栽培品种ROC22的cDNA为模板，克隆获得Brrg116的全长序列729 bp，编码242个氨基酸残基。将该基因序列分别比对甘蔗热带种和割手密种及二倍体近缘种高粱的基因组数据库，发现其与热带种和割手密种的同源基因序列相似性很高，达到98%以上，而与高粱的相似性为93.77%。系统进化树揭示该基因起源甘蔗割手密种。实时荧光定量PCR检测表明，Brrg116在甘蔗栽培品种的多个组织中组成型表达，尤其是在+1叶中的表达量最高，是蔗芽的9.8倍；在褐锈病菌侵染抗、感甘蔗栽培品种的6和72 h时，呈现显著差异表达。亚细胞定位结果显示，该基因编码蛋白定位于细胞膜上。在本氏烟（Nicotiana benthamiana）叶片中瞬时过表达Brrg116，其后接种茄病镰刀菌蓝色变种，二氨基联苯胺法（3,3′-diaminobenzidine,DAB）染色逐渐加深，超敏反应相关基因、水杨酸信号和乙烯信号途径中的相关基因持续上调表达。【结论】Brrg116在甘蔗不同组织中组成型表达，且在受褐锈病菌侵染的抗病甘蔗栽培品种中呈现快速的诱导表达。此外，过表达Brrg116引发水杨酸和乙烯等激素信号通路产生防御响应，推测该基因可能在提高植物的抗病性方面发挥重要调控作用。

关键词：甘蔗 Bru1区域褐锈病候选抗病基因连锁标记

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作物学报 2023年第9期49卷 2472-2484页

作者：玉泉馨杨宗桃张海程光远周营栓焦文迪曾康罗廷绪黄国强张木清徐景升福建农林大学/农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心/教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室福建福州350002 广西大学广西甘蔗生物学重点实验室广西南宁530004

植物囊泡膜蛋白相关蛋白PVA12 (plant vesicle-associated membrane protein (VAMP)-associated proteins homolog12)属于VAP27家族蛋白,在细胞中介导内质网囊泡运输以及膜融合。甘蔗(***)PVA12应答甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus, SCMV)侵染尚未见报道。本研究从栽培种新台糖22号(ROC22)中克隆了PVA12基因,命名为ScPVA12。该基因开放读码框(open reading frame, ORF)的长度为735 bp,其编码长度为244 aa的蛋白。生物信息学分析表明,ScPVA12是一种不稳定的亲水性脂溶蛋白,C端具有跨膜结构域;二级结构中无规则卷曲占比最高;进化树分析表明,该蛋白在单子叶和双子叶植物中存在明显分化。酵母双杂交(yeast two-hybrid, Y2H)和双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation, BiFC)试验表明, ScPVA12与SCMV-P3N-PIPO蛋白互作。亚细胞定位试验表明ScPVA12定位于内质网。共定位试验表明ScPVA12与SCMV-P3N-PIPO共定位于内质网。实时荧光定量PCR分析发现,ScPVA12基因在甘蔗各组织中均有表达,在第8节间中的表达量最低,在正七叶中的表达量最高;SCMV侵染对ScPVA12基因表达影响显著,在SCMV胁迫下ScPVA12基因先下调表达,后期恢复正常水平。

关键词： PVA12 甘蔗花叶病毒 P3N-PIPO 蛋白互作

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甘蔗割手密种转录因子NAP亚家族的鉴定及SsNAP2a参与叶片衰老的功能分析

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作物学报 2024年第1期50卷 110-125页

作者：王恒波冯春燕张以星谢婉婕杜翠翠吴明星张积森福建农林大学农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心/福建农林大学生命科学学院福建福州3500022 广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室广西南宁530004

NAP(NAC-like,activated by apetala3/pistillata)是转录因子NAC基因家族中一类参与调控植物生长发育、叶片衰老及响应激素和非生物胁迫应答的亚家族。本研究利用甘蔗割手密种基因组数据和生物信息学方法,首先,基于比较基因组学对NAP亚... 详细信息

NAP(NAC-like,activated by apetala3/pistillata)是转录因子NAC基因家族中一类参与调控植物生长发育、叶片衰老及响应激素和非生物胁迫应答的亚家族。本研究利用甘蔗割手密种基因组数据和生物信息学方法,首先,基于比较基因组学对NAP亚家族成员进行鉴定、系统进化分析、保守结构域及顺式调控元件预测;其次,克隆获得割手密种SsNAP2的等位基因SsNAP2a,分析该基因在不同生长发育阶段的表达及其在激素和非生物胁迫下的表达特征;最后,利用瞬时表达和亚细胞定位分析SsNAP2a基因的功能。结果表明,在割手密种基因组中共鉴定5个NAP亚家族成员,亚细胞定位预测所有成员编码蛋白均定位于细胞核上,这些基因的Ka/Ks比值均小于1,表明纯化选择在演化中起到关键作用。系统聚类分析表明,5个代表性的被子植物(拟南芥、菠萝、水稻、玉米和高粱)与已报道的12个物种及甘蔗的NAP亚家族成员,共计46个,分为4个Clade,其演化的顺序Clade I>Clade II>Clade III>Clade IV。此外,在SsNAP亚家族成员的启动子区域预测到较多响应脱落酸和茉莉酸、低温等逆境胁迫的顺式作用元件,推测其参与多种激素和非生物胁迫相关应答通路。进一步,从割手密种SES208中克隆到SsNAP2a基因,该cDNA全长序列1173 bp(GenBank登录号为OQ335094),编码390个氨基酸残基,其与等位基因SsNAP2编码蛋白的序列相似性为97.70%,有10个氨基酸残基的差异,表明同源8倍体的割手密种等位基因序列差异较大。qRT-PCR分析表明,SsNAP2a基因在割手密种不同生长发育阶段中组成型表达,尤其在衰老的蔗皮和根中的表达量最高;在乙烯利(ethylene,ET)、脱落酸(abscisic acid,ABA)、4℃低温和40℃高温处理下,其表达量呈现显著诱导表达;而在8%聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)胁迫下显著下调表达。亚细胞定位表明,SsNAP2a融合蛋白定位在细胞核上。瞬时过表达SsNAP2a基因7 d后,本氏烟(Nicotianabenthamiana)叶片有明显的卷曲、皱缩等衰老现象,ET合成相关基因(NtEFE26,NtAccdeaminase)显著上调表达,而水杨酸、茉莉酸和ABA合成相关基因(NtPR-1a/c、NtPR3和NtAREB1)显著下调表达,表明SsNAP2a基因参与多种激素信号传导途径诱发叶片衰老。以上研究结果为挖掘甘蔗NAP亚家族基因成员参与叶片衰老的生物学功能奠定了研究基础,也为培育甘蔗抗衰老分子育种提供候选的基因资源。

关键词：割手密种 NAP基因叶片衰老激素胁迫基因功能甘蔗

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甘蔗类泛素蛋白UBL5应答SCMV侵染及其与SCMV-6K2的互作

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作物学报 2022年第2期48卷 332-341页

作者：杨宗桃刘淑娴程光远张海周营栓商贺阳黄国强徐景升福建农林大学国家甘蔗工程技术研究中心/农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室福建福州350002

泛素化修饰在蛋白功能调控、生长发育和逆境应答中具有重要作用。类泛素蛋白(ubiquitin-likeproteins,UBLs)是泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system,UPS)的重要组分。本课题组前期利用酵母双杂交(yeast two-hybrid,Y2H)技术... 详细信息

泛素化修饰在蛋白功能调控、生长发育和逆境应答中具有重要作用。类泛素蛋白(ubiquitin-likeproteins,UBLs)是泛素-蛋白酶体系统(ubiquitin-proteasome system,UPS)的重要组分。本课题组前期利用酵母双杂交(yeast two-hybrid,Y2H)技术从甘蔗(***)中分离鉴定了1个与甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)编码蛋白6K2互作的类泛素蛋白UBL5,命名为Sc UBL5,长度为73aa。本研究利用双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)试验进一步证实了Sc UBL5与SCMV-6K2互作;生物信息学分析表明,Sc UBL5为稳定的亲水性非分泌蛋白,无信号肽和跨膜结构。系统进化树分析表明,Sc UBL5具有明显的种属特异性。亚细胞定位分析表明,Sc UBL5定位于细胞质和细胞核。实时荧光定量PCR分析发现,Sc UBL5基因的表达具有明显的组织特异性,在完成形态建成的正一叶、第7叶、根和第8节间中的相对表达量显著高于未成熟的心叶和第3节间;SCMV侵染对Sc UBL5基因表达影响显著,Sc UBL5基因在侵染早期显著上调,侵染后期下调但显著高于对照。

关键词：甘蔗类泛素蛋白甘蔗花叶病毒 6K2

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甘蔗易化子家族蛋白Sc ZIFL1与6K2互作应答SCMV侵染

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作物学报 2022年第12期48卷 3080-3090,I0001-I0012页

作者：刘淑娴杨宗桃程光远张海周营栓商贺阳黄国强徐景升农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/福建农林大学国家甘蔗工程技术研究中心/教育部作物遗传育种与综合利用重点实验室福建福州350002

易化子超家族转运蛋白(major facilitator superfamily,MFS)在生物中普遍存在,锌诱导类辅助因子(zinc induced facilitator like,ZIFL)是MFS成员,参与小分子有机物运输。本课题组前期利用酵母双杂交(yeast two-hybrid,Y2H)技术从甘蔗(Saccharum ***)中分离鉴定了1个与甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,SCMV)编码蛋白6K2互作的ZIFL,命名为Sc ZIFL1。本研究利用双分子荧光互补技术(bimolecular fluorescence complementation,Bi FC)进一步验证了Sc ZIFL1与SCMV-6K2的互作。生物信息学分析表明,Sc ZIFL1长度为484个氨基酸,无信号肽,具有12个跨膜结构域,为不稳定的疏水性蛋白。序列比对分析表明,Sc ZIFL1具有MFS保守的半胱氨酸模体、特征基序及反向运输基序。系统进化树分析表明,该蛋白在单子叶和双子叶植物之间,以及单子叶C_(3)植物和C_(4)植物之间存在明显分化。亚细胞定位试验表明,Sc ZIFL1定位于液泡膜,部分与SCMV-6K2共定位。实时荧光定量PCR分析发现,Sc ZIFL1基因的表达具有明显的组织特异性,在茎中表达最高,叶中次之,根中最低;在完成形态建成且处于旺盛工作状态的+1叶和第8节间中的相对表达量显著高于未成熟的心叶、第3节间和渐衰叶片+7叶;接种SCMV后,Sc ZIFL1表达量在侵染早期显著上调,随后持续高表达。

关键词：甘蔗花叶病毒 6K2 ZIFL1 蛋白互作

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甘蔗割手密种糖转运蛋白基因SsSWEET11的克隆与功能分析

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作物学报 2023年第9期49卷 2385-2397页

作者：杜翠翠吴明星张雅婷谢婉婕张积森王恒波农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室/国家甘蔗工程技术研究中心/福建农林大学农学院福建福州350002 广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室广西南宁530004

SWEET蛋白通过调控植物体内糖分的运输、分配、转化和贮藏,广泛参与植物生长发育及响应病原菌胁迫的生理生化过程。为揭示SWEET基因在甘蔗生长发育及其与赤条病菌互作中的生物学功能,本研究基于甘蔗割手密种全长转录组文库和比较基因组... 详细信息

SWEET蛋白通过调控植物体内糖分的运输、分配、转化和贮藏,广泛参与植物生长发育及响应病原菌胁迫的生理生化过程。为揭示SWEET基因在甘蔗生长发育及其与赤条病菌互作中的生物学功能,本研究基于甘蔗割手密种全长转录组文库和比较基因组学,根据注释SsSWEET11基因序列设计特异引物,利用RT-PCR技术从甘蔗割手密种cDNA文库中扩增该基因的全长序列,运用多种生物信息工具分析其特征,构建系统进化树;采用不同组织和抗、感赤条病的甘蔗品种分析SsSWEET11的表达模式;利用瞬时表达和亚细胞定位分析SsSWEET11的功能。结果表明,从甘蔗割手密种克隆获得SsSWEET11基因(登录号为OP554214),该基因全长927bp,编码308个氨基酸残基,具有2个MtN3_saliva结构域和7次跨膜结构域。系统进化树分析显示,SsSWEET11属于SWEET蛋白家族第Ⅲ亚家族成员,与高粱SbSWEET11相似性高达97.41%。qRT-PCR分析表明, ShSWEET11基因在不同组织中组成型表达,在蔗叶和根中表达量显著高于其他组织;赤条病菌胁迫下,ScSWEET11基因在抗病品种ROC22和感病品种MT11-610中呈现完全不同的表达趋势,与对照相比,抗病品种中该基因的表达量显著下调,而感病品种中,在胁迫48h和72h后该基因的表达量显著上调,分别为对照的5.90倍和5.43倍。亚细胞定位表明, SsSWEET11-GFP融合蛋白定位在质膜上。瞬时过表达SsSWEET11基因1 d后,二氨基联苯胺(Diaminobenzidine, DAB)对本氏烟叶片进行染色,叶片颜色没有变化,再接种烟草青枯菌、茄病镰刀菌蓝色变种7 d后,过表达植株叶片发病比对照组严重,且过敏反应相关基因、茉莉酸和水杨酸代谢途径相关基因呈现上调表达,而乙烯通路相关基因则没有响应,表明SsSWEET11基因参与茉莉酸和水杨酸信号传导通路,且病原菌侵染本氏烟草叶片能够诱发过敏反应。研究结果不仅为开发与甘蔗抗赤条病菌性状关联的分子标记提供积累,也为深入解析赤条病侵染甘蔗的分子机制奠定一定的基础。

关键词：割手密种 SWEET基因糖转运蛋白赤条病菌基因功能甘蔗

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基于转录组及WGCNA的甘蔗干旱响应调控网络分析

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作物学报 2022年第7期48卷 1583-1600页

作者：李佩婷赵振丽黄潮华黄国强徐良年邓祖湖张玉赵新旺福建农林大学国家甘蔗工程技术研究中心福建福州350002 福建农林大学生命科学学院/福建省植物功能生物学与绿色农业重点实验室福建福州350002 广西大学广西甘蔗生物学重点实验室广西南宁530004 福建农林大学/农业农村部福建甘蔗生物学与遗传育种重点实验室福建福州350002

干旱是制约甘蔗产业发展的重要因素之一。前人研究表明,斑茅具有良好的抗性基因,可以通过远缘杂交遗传给后代。本研究以斑茅与甘蔗杂交F1代无性系YCE96-40为材料,对苗期干旱处理0 h和24 h后的叶和根进行转录组测序分析,比较了根和叶在... 详细信息

干旱是制约甘蔗产业发展的重要因素之一。前人研究表明,斑茅具有良好的抗性基因,可以通过远缘杂交遗传给后代。本研究以斑茅与甘蔗杂交F1代无性系YCE96-40为材料,对苗期干旱处理0 h和24 h后的叶和根进行转录组测序分析,比较了根和叶在转录水平上响应干旱的差异,鉴定出21,885个(DR vs CR:10176,DL vs CL:7907)差异表达基因(DEGs),根中差异表达基因多于叶中,说明根对干旱胁迫响应更为剧烈。GO功能富集分析发现,根和叶中DEGs均富集到与脱水反应相关及激素信号转导过程相关的条目,比如“对渗透胁迫生物过程的响应”和“对缺水生物过程的反应”等。与叶不同的是,根中大量DEGs显著富集到与细胞膜相关的条目。在根中鉴定出多个木质素相关DEGs,表明木质素参与了根的干旱响应。通过对所有DEGs进行WGCNA分析,共鉴定出11个基因共表达模块,其中与干旱处理后的根显著相关有5个模块,与干旱处理后的叶显著相关的有2个模块。进一步筛选出了26个转录因子为甘蔗干旱响应的候选转录因子,构建了调控网络。研究结果为进一步理解甘蔗抗旱性的分子机制及甘蔗抗旱性育种提供了理论指导。

关键词：甘蔗抗旱性转录组加权基因共表达网络转录因子

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