發(fā)布時(shí)間：2021-10-30 07:04

　　北美鵝掌楸是優(yōu)良的綠化和用材樹(shù)種,但不耐水澇的特性嚴(yán)重影響其在季節(jié)性淹水地區(qū)推廣種植。利用新一代Illumina HiSeq^TM PE100高通量轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù),本研究對(duì)1個(gè)耐淹無(wú)性系和1個(gè)淹水敏感無(wú)性系淹水脅迫4 d下的葉片的轉(zhuǎn)錄因子基因進(jìn)行了鑒定。結(jié)果表明,轉(zhuǎn)錄組測(cè)序共獲得214 161個(gè)Unigene序列,鑒定出77個(gè)轉(zhuǎn)錄因子家族。不同無(wú)性系淹水脅迫后轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)存在差異。在耐淹無(wú)性系中,檢測(cè)到淹水后差異表達(dá)基因上調(diào)基因數(shù)量2 015個(gè),轉(zhuǎn)錄因子103個(gè),差異基因下調(diào)表達(dá)的數(shù)量1 793個(gè),轉(zhuǎn)錄因子基因91個(gè);而在淹水敏感無(wú)性系檢測(cè)到的10 389個(gè)差異表達(dá)基因中,上調(diào)表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子217個(gè),下調(diào)表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子191個(gè)。MYB、Zinc finger、NAC、Orphans、WRKY、Homebox domain、AP2 domain、bHLH、AUX/IAA family等轉(zhuǎn)錄因子家族在北美鵝掌楸淹水后差異表達(dá)基因數(shù)量最多。本研究初步分析了淹水環(huán)境下不同北美鵝掌楸無(wú)性系轉(zhuǎn)錄因子的特征表達(dá)譜,為深入研究轉(zhuǎn)錄因子對(duì)植物淹水脅迫的響應(yīng)、調(diào)控機(jī)制提供了參考。 

【文章來(lái)源】：分子植物育種. 2020,18(24)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

Unigene序列中預(yù)測(cè)基因數(shù)量最多的轉(zhuǎn)錄因子家族

淹水是影響植物生存、發(fā)展、分布的主導(dǎo)因子之一，淹水導(dǎo)致的植物根際缺氧或低氧脅迫抑制植物的需氧呼吸和能量供應(yīng)，誘發(fā)土壤有毒物質(zhì)的累積，降低植物光合效率，從而威脅植物的生存發(fā)育。本研究中，淹水4 d后，北美鵝掌楸淹水敏感無(wú)性系出現(xiàn)根系黑化、葉片黃花脫落、頂梢萎蔫現(xiàn)象，而耐淹無(wú)性系葉片出現(xiàn)一定程度的黃花，但頂梢在淹水1～2 d出現(xiàn)短暫萎蔫后又逐漸恢復(fù)一定活力，根系也未出現(xiàn)黑化腐爛，說(shuō)明北美鵝掌楸是淹水敏感植物，但不同無(wú)性系的耐淹能力存在顯著差異，抗逆選育潛力較大。近年來(lái)，隨著分子檢測(cè)技術(shù)發(fā)展，高通量測(cè)序技術(shù)已被廣泛用于研究植物淹水環(huán)境下分子調(diào)控機(jī)制研究中，大量與植物耐淹性能相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)。通過(guò)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)，Thirunavukkarasu等(2013)發(fā)現(xiàn)ERFs、MYB、MAPK、LOB-domain蛋白等轉(zhuǎn)錄因子與玉米淹水環(huán)境下乙烯和生長(zhǎng)素合成、細(xì)胞壁代謝、G-蛋白激活、通氣組織和不定根形成等代謝途徑和適應(yīng)性形態(tài)變化密切相關(guān)。Mohanty等(2016)發(fā)現(xiàn)許多關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子與植物激素共同介導(dǎo)水稻ADH-1缺失突變體在完全淹水下的存活，MYB、b ZIP、ARF、ERF轉(zhuǎn)錄促進(jìn)淹水胚芽鞘長(zhǎng)度伸長(zhǎng)，WRKY、ABI4、MYC則抑制胚芽鞘生長(zhǎng)。Zhang等(2015)發(fā)現(xiàn)獼猴桃根系中有16個(gè)轉(zhuǎn)錄因子家族基因?yàn)檠退{迫誘導(dǎo)型轉(zhuǎn)錄因子，其中WRKY家族11個(gè)基因在淹水脅迫下全部上調(diào)表達(dá)，AP2-EREBP家族14個(gè)基因上調(diào)表達(dá)，14個(gè)下調(diào)表達(dá)，其他MYB、TGA、b ZIP等轉(zhuǎn)錄因子家族基因在淹水后普遍下調(diào)表達(dá)。王翠英等(2017)基于RNA-seq技術(shù)對(duì)淹水后中藥材地黃根部進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)WRKY、GRAS、NAC等脅迫響應(yīng)相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子基因上調(diào)表達(dá)，而b HLH、MYC、BYB、MDAS-box等與生長(zhǎng)相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子基因均下調(diào)表達(dá)。而且隨著模式植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展，一些與耐淹性相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子基因，如植物AP2/ERF轉(zhuǎn)錄因子基因SUB1 (sub-mergence 1)、HRE (hypoxia responsive EFR genes)等基因在擬南芥、水稻等中分離克隆，并被證實(shí)在其耐淹脅迫中起著關(guān)鍵作用(Xu et al.,2006;Lee et al.,2009;Licausi et al.,2010)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]淹水脅迫下北美鵝掌楸無(wú)性系生理生化響應(yīng)差異[J]. 孫小艷,陳銘,李彥強(qiáng),吳照祥,鐘永達(dá),余發(fā)新.  植物生理學(xué)報(bào). 2018(03)
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[5]MYB轉(zhuǎn)錄因子在植物抗逆脅迫中的作用及其分子機(jī)理[J]. 劉蕾,杜海,唐曉鳳,吳燕民,黃玉碧,唐益雄.  遺傳. 2008(10)



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