多年生黑麥草是禾本科冷季型草種,溫度脅迫嚴(yán)重影響其分布和產(chǎn)量。轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控基因表達(dá)在植物響應(yīng)逆境脅迫中發(fā)揮重要作用。該研究以多年生黑麥草品種雅晴為材料,采用高通量RNA-seq技術(shù),對熱（40℃）、冷凍（-10℃）和對照（22℃）處理的樣本進(jìn)行轉(zhuǎn)錄因子應(yīng)答分析,以探索多年生黑麥草轉(zhuǎn)錄因子對溫度脅迫的響應(yīng)規(guī)律,并篩選抗逆轉(zhuǎn)錄因子候選基因。結(jié)果顯示:（1）共鑒定了694個(gè)轉(zhuǎn)錄因子unigenes,分屬于AP2/ERF、GTF、HSF、MYB、NAC、WRKY、bHLH和bZIP等32個(gè)家族。（2）在熱和冷凍脅迫下,ERF（AP2/ERF）、MYB、NAC和bZIP家族基因均以上調(diào)為主,而WRKY家族則多數(shù)下調(diào)。HSF、GTF和DREB（AP2/ERF）家族成員大多數(shù)受熱誘導(dǎo)上調(diào),而多數(shù)bHLH家族成員受冷凍脅迫上調(diào)。（3）功能富集結(jié)果表明,多年生黑麥草差異表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子基因主要參與植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、晝夜節(jié)律和病原體互作等通路。研究表明,多年生黑麥草中與脅迫適應(yīng)相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子基因普遍上調(diào)表達(dá),而與生長和抗病相關(guān)的基因多數(shù)下調(diào)。該研究篩選到大量抗逆轉(zhuǎn)錄因子候選基因,為分子育種提供抗逆基因資源。 

【文章來源】：西北植物學(xué)報(bào). 2020,40(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

多年生黑麥草轉(zhuǎn)錄因子大家族基因?qū)錈崦{迫的差異表達(dá)模式

圖2 多年生黑麥草轉(zhuǎn)錄因子大家族基因?qū)錈崦{迫的差異表達(dá)模式植物晝夜節(jié)律中的差異基因主要來自bHLH 和MYB家族,編碼PIF3蛋白(bHLH家族)的21個(gè)基因,熱脅迫20個(gè)應(yīng)答基因13個(gè)上調(diào),冷脅迫19個(gè)應(yīng)答基因13個(gè)上調(diào)。編碼核心蛋白CCA1(MYB家族)的5個(gè)基因中,熱脅迫4個(gè)基因差異表達(dá),即有3個(gè)下調(diào);冷脅迫這5個(gè)基因均差異表達(dá),其中4個(gè)上調(diào)。此外,3個(gè)編碼核心蛋白LHY蛋白的基因(MYB家族)也具有類似應(yīng)答趨勢,熱脅迫2個(gè)應(yīng)答基因全部下調(diào),冷脅迫3個(gè)應(yīng)答基因全部上調(diào)。整體上,轉(zhuǎn)錄因子PIF3s以上調(diào)的形式響應(yīng)熱和冷凍脅迫,而編碼核心組分的CCA1和LHYs下調(diào)響應(yīng)高溫脅迫,上調(diào)響應(yīng)低溫脅迫。

當(dāng)植物受到逆境因子刺激后會(huì)產(chǎn)生一系列響應(yīng)并啟動(dòng)逆境調(diào)節(jié)反應(yīng),轉(zhuǎn)錄因子在整個(gè)過程中起著中心調(diào)控的作用,植物轉(zhuǎn)錄因子領(lǐng)域逐漸成為植物抗逆機(jī)制研究的核心和熱點(diǎn)[20]。通過對高溫和低溫脅迫處理組與對照組比較轉(zhuǎn)錄組分析,共鑒定到多年生黑麥草694個(gè)轉(zhuǎn)錄因子,豐富了禾本科植物轉(zhuǎn)錄因子數(shù)據(jù)。本論文中轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)已通過熒光定量PCR驗(yàn)證,與轉(zhuǎn)錄組測序一致性達(dá)到78%,表明測序結(jié)果可靠 [17]。圖5 多年生黑麥草參與植物-病原體相互作用的轉(zhuǎn)錄因子WRKY基因在熱和冷凍脅迫下的表達(dá)變化

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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