干旱耐受型和敏感型玉米应答干旱的比较转录组学分析
2021-05-06刘春妮宋明桂陈思远邱志旭
西北农林科技大学学报(自然科学版) 2021年4期
刘春妮,宋明桂,陈思远,邱志旭,马 闯
(西北农林科技大学 生命科学学院 生物信息学中心,农业部西北旱区玉米生物学与遗传育种重点实验室,陕西 杨凌 712100)
作为固着生物,植物的生长与发育常需要应对干旱、涝渍、冷害、寒害、干热风等不良环境胁迫。干旱是影响植物地理分布、农作物产量和品质的主要环境因子之一[1]。玉米是一种主要的农作物,其产量和品质常受到干旱的影响。玉米在生长中期遭遇干旱,易造成花期不遇,结实率降低;在灌浆期遭遇干旱,会使籽粒发育受到抑制,籽粒体积变小,籽粒中蛋白质、脂肪酸、淀粉等成分的含量发生改变[2]。研究玉米响应干旱胁迫的分子机制有助于开拓人们对自然的认识,为创制抗旱耐旱玉米新品种提供理论指导和知识储备。
转录组测序(RNA sequencing,RNA-Seq)是近年来快速发展的一项高通量测序技术,一次实验可获得数以百万计的序列片段以及所有基因和转录本的表达水平,已成为解析植物应答干旱、冷害等各类环境胁迫的分子机制的重要技术手段[3-16]。利用干旱敏感型玉米自交系B73为材料,在正常和干旱条件下对不同时期的玉米组织进行转录组测序, Kakumanu等[13]发现,玉米子房部位分生组织较叶有更多的基因应答干旱胁迫;Thatcher等[14]发现选择性剪接(alternative splicing)产生的转录本转换(transcriptional switch,TS)事件是玉米响应干旱胁迫的一种重要方式。利用丰富的干旱相关转录组学数据,Miao等[15]构建了一个B73玉米干旱应答基因的共表达网络,并鉴定出与干旱响应密切相关的基因网络模块。……
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