【摘要】：[目的]從轉(zhuǎn)錄組水平研究重金屬污水脅迫處理下白骨壤的基因表達(dá)變化,以揭示白骨壤響應(yīng)重金屬污染脅迫的機(jī)制。[方法]采用基于高通量測(cè)序的數(shù)字基因表達(dá)譜(DGE)技術(shù)對(duì)重金屬污水脅迫處理組和對(duì)照組白骨壤材料進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析。[結(jié)果]與對(duì)照組相比,重金屬處理下白骨壤共有10 459個(gè)差異表達(dá)基因,其中,8 685個(gè)表達(dá)量上升,1 774個(gè)表達(dá)量下降。Me V聚類表明:大部分基因在重金屬處理樣本中的表達(dá)量受到極大的誘導(dǎo)。GO功能注釋發(fā)現(xiàn),差異表達(dá)基因主要定位于葉綠體以及細(xì)胞內(nèi)各種膜結(jié)構(gòu),參與"細(xì)胞代謝"、"細(xì)胞組分的組合和生物合成"、"對(duì)刺激的響應(yīng)"等過程。KEGG代謝通路分析顯示,差異表達(dá)基因分布于126條Pathways,涉及"核糖體"、"光合作用"、"乙醛酸鹽代謝"、"丙酮酸代謝"等途徑。重金屬脅迫還促進(jìn)萜類、黃酮類化合物生物合成的關(guān)鍵酶基因(r{牛兒基焦磷酸合酶(0009238)、黃酮醇合成酶(0001833))的表達(dá),進(jìn)而促進(jìn)白骨壤有效成分的積累;顯著誘導(dǎo)細(xì)胞分裂素水解酶編碼基因CKX7(0057124)、油菜素內(nèi)脂信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)組分基因BSK(0043741)等的表達(dá),進(jìn)而提高白骨壤對(duì)重金屬脅迫的適應(yīng)能力。此外,轉(zhuǎn)錄因子分析發(fā)現(xiàn),b HLH、NAC、MYB-related和WRKY在重金屬脅迫中發(fā)揮重要作用。實(shí)驗(yàn)選取8個(gè)與環(huán)境刺激響應(yīng)密切相關(guān)的基因,通過qRT-PCR驗(yàn)證了它們?cè)谥亟饘傥鬯{迫處理下的表達(dá)差異,結(jié)果與數(shù)字基因表達(dá)譜分析的結(jié)果較一致,證實(shí)了差異表達(dá)基因數(shù)據(jù)的有效性。[結(jié)論]重金屬處理影響了白骨壤大量的新陳代謝、光合作用、小分子酸合成、激素合成與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及次生代謝產(chǎn)物合成相關(guān)基因的表達(dá)。
[Abstract]:[objective] to study the changes of gene expression in white bone soil under heavy metal sewage stress at the transcriptional level, in order to reveal the mechanism of the response of white bone soil to heavy metal pollution stress. [methods] High throughput sequencing based digital gene expression profile (DGE) technique was used to analyze the transcriptional sequence of heavy metal sewage treatment group and control group. [results] compared with the control group, there were 10 459 differentially expressed genes in white bone soil treated with heavy metals, of which 8 685 genes were increased. The expression of most genes in heavy metal treated samples was greatly induced by. Me V cluster analysis. GO functional annotation showed that the differentially expressed genes were mainly located in chloroplasts and various membrane structures in cells. Involved in "cell metabolism", "combination and biosynthesis of cell components", "response to stimuli" and so on. Analysis of KEGG metabolic pathway showed that differentially expressed genes were distributed in 126 Pathways, involved in "ribosome", "photosynthesis", and so on. Glyoxylate metabolism, pyruvate metabolism, etc. Heavy metal stress also promoted the expression of key enzyme genes (r {calfyl pyrophosphatase (0009238) and flavonol synthase (0001833) in the biosynthesis of terpenoids and flavonoids, thus promoting the accumulation of active components in white bone soil. The expression of cytokinin hydrolase coding gene CKX7 (0057124) and lipid signal transduction component gene BSK (0043741) in Brassinoids were significantly induced to improve the adaptability of white bone soil to heavy metal stress. In addition, transcription factor analysis showed that b HLH,NAC,MYB-related and WRKY played an important role in heavy metal stress. Eight genes closely related to the response to environmental stimuli were selected and their differences in expression under heavy metal sewage stress were verified by qRT-PCR. The results were consistent with the results of digital gene expression profiling. The validity of differentially expressed gene data was confirmed. [conclusion] heavy metal treatment affects the expression of genes related to metabolism, photosynthesis, small molecule acid synthesis, hormone synthesis and signal transduction and secondary metabolite biosynthesis.
【作者單位】： 嶺南師范學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院;廣州基迪奧生物科技有限公司;
【基金】：廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新項(xiàng)目(2013KJCX011-03;2015KJCX025) 國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(201510579277) 湛江市熱帶特色資源植物技術(shù)開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(2014A06008) 嶺南師范學(xué)院自然科學(xué)研究項(xiàng)目(LZL1507)
【分類號(hào)】：X173;Q943.2

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本文編號(hào)：2389276