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酸雨胁迫下琯溪蜜柚叶片转录组差异表达分析

2021-11-12张琼陆銮眉朱丽霞

福建农业学报 2021年7期

张琼 陆銮眉 朱丽霞

摘要:【目的】研究琯溪蜜柚受酸雨脅迫的内在分子机制,为琯溪蜜柚科学种植提供基础资料,也为酸雨逆境生理提供理论基础。【方法】以模拟酸雨胁迫24h的珀溪蜜柚叶片进行Illumina HiSeq TM 4000高通量转录组测序分析,将组装得到的基因在参考基因组、Nr和KEGG数据库进行比对;利用FDR与log2( FC)来筛选差异基因,筛选条件为FDR< 0.05且log2( FC)>1,将筛选的差异基因做GO和KEGG富集分析。【结果】模拟酸雨喷淋24 h后,珀溪蜜柚嫩叶出现明显块状伤斑;共得到21497个基因,全部得到注释,与对照相比,酸雨处理组中有879个基因显著上调,588个基因显著下调;筛选出样本中前50个DEGs(差异基因),均为上调表达基因,大部分涉及代谢途径、次生代谢、苯丙基类丙烷生物合成和萜类物质合成等相关基因。GO富集分析表明差异表达基因主要位于细胞外区域;执行分子功能中催化剂活性是最为显著富集的GO term,其次是氧化还原酶活性;生物过程中差异表达基因最显著的GO term是DNA代谢过程。KEGG富集分析表明DNA复制是差异表达基因中最显著富集的Pathway,其次是次生代谢的生物合成,再次是苯丙素类合成途径。对次生代谢合成途径中4个差异表达基因[POD同T酶cg39018770和cg29001440、肉桂酰辅酶A还原酶(CCR)同T酶cglg021310.4-香豆酸-辅酶a连接酶( 4CL)同T酶cg39029290]进行PCR荧光定量分析,验证了转录组数据的可靠性。【结论】珀溪蜜柚对酸雨耐性较强,对酸雨胁迫的响应是多基因参与、多生物过程协同调控的过程.次生代谢的调节可能是应对酸雨胁迫的主要方式。

关键词:琯溪蜜柚;酸雨胁……

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