张斌 杨昕霞 袁志辉

摘要： 基于热胁迫条件下的水稻转录组数据，通过HTSeq和DESeq软件筛选差异表达基因;对其进行功能富集和构建蛋白质互作网络，鉴定最重要模块中的核心基因。结果显示：水稻热胁迫0 h、1 h、6 h和12 h条件下，共有278个差异表达基因，生物学过程主要富集在刺激反应和蛋白质折叠上;鉴定出含有12个基因的重要模块.基因表达模式显示重要模块中7个核心基因受热胁迫诱导上调，推测这7个核心基因在水稻响应热胁迫过程中发挥关键作用。

关键词： 水稻;高温胁迫;核心基因;转录组

中图分类号： S511.01   文献标识码： A   文章编号： 1000-4440（2021）04-0817-06

Screening and identification of core genes responding to heat stress in rice

ZHANG Bin， YANG Xin-xia， YUAN Zhi-hui

（Hunan University of Science and Engineering， Yongzhou 425199， China）

Abstract： In this study， rice transcriptome data under heat stress were used to screen differentially expressed genes by HTSeq and DESeq software， then functional enrichment analysis was carried out and protein interaction network was constructed to identify the core genes in most important module. The results showed that there were 278 differentially expressed genes under heat stress for 0 h， 1 h， 6 h and 12 h， and the biological process was mainly concentrated in stimulation response and protein folding. The important module containing 12 genes was identified. The gene expression patterns showed that seven core genes in important modules were up-regulated under heat stress， suggesting that these seven core genes played a key role in the response of rice to heat stress.

Key words： rice;high temperature stress;core gene;transcriptome

水稻作为全球重要的粮食作物，其生长过程中极易受到各种生物胁迫和非生物胁迫的影响，其中高温胁迫严重影响水稻的产量和稻米的品质。因此，研究者在水稻热胁迫的危害及其应答热胁迫的生理和分子机制方面做了大量的工作。在成熟期，高温导致水稻籽粒灌浆提前结束[1];高温还可以引起稻米品质下降[2]。植物可以启动热激响应基因表达从而抵御胁迫伤害[3]。拟南芥钙调蛋白AtCaM3激活钙离子/钙调蛋白结合蛋白激酶，钙离子内流激活钙离子依赖的蛋白激酶，进而磷酸化热胁迫反应的关键调控因子，从而启动下游基因表达[4]。热激蛋白在植物响应热胁迫过程中发挥重要作用[5-7]。随着研究的深入，人们发现植物响应热胁迫的分子机制极其复杂。Takehara等发现OsSUS3基因导入日本晴后提高了该基因的表达水平，增强了抗热性[8]。Moon等报道异源表达OsHSP1基因可提高拟南芥的耐热性[9]。……