干旱胁迫下耐旱野生百脉根抑制消减文库构建与分析

作者：简忠领; 赵丽丽^*; 王普昶; 孙小富; 陈超

来源：农业生物技术学报, 2019, 27(12): 2175-2187.

• 干旱胁迫
• 百脉根
• 高抗旱性
• B08种质
• 抑制消减文库

百脉根(Lotus corniculatus)是一种具有广阔应用前景的豆科牧草,但推广利用效率受干旱影响严重。为解决这一问题,本课题组经过多年研究,筛选出了高耐旱性百脉根种质B08,为进一步研究B08种质的抗旱机理,本实验运用抑制消减杂交(suppression subtractive hybridization, SSH)技术构建了B08百脉根干旱胁迫诱导基因表达的正反向抑制消减杂交c DNA文库,从正反向文库中各随机挑选600个阳性克隆进行测序分析,结果表明:(1)正反向文库分别得到574条和595条高质量序列,平均长度分别为207.5和242.7 bp。对高质量序列数据进行数据组装,最终得到632条unigenes序列,其中正库获得178条,反库获得454条。(2)将获得的632条unigenes序列与公共数据库进行BLAST比对,最终有147条序列被注释成功,其中80条是功能已知的基因,67条是功能未知基因,此外还发现了485条新基因。(3)对NCBI NonRedundant Protein Sequence Database (nr)注释结果进行物种统计,结果显示与毛果杨(Populus trichocarpa)、苹果(Malus domestica)、菠菜(Spinacia oleracea)、大麦(Hordeum vulgare)、油菜(Brassica napus)、木豆(Cajanus cajan)、鹰嘴豆(Cicer arietinum)、中果咖啡(Coffea canephora)等同源性较高。对正反文库筛选到的序列进行基因本体(Gene Ontology, GO)功能分类,结果显示参与细胞、细胞成分、细胞器、结合活性、代谢过程、催化活性、细胞过程的序列所占比例较大。(4)获得的unigenes涉及植物光合作用、能量代谢、激素的合成、蛋白质代谢、核酸代谢、离子转运和信号转导等。(5)发现了和植物抗旱机制密切相关的丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(serine/threonine-protein phosphatase)、类钙调素蛋白(calmodulin-like protein,CML)、吲哚-3-乙酸诱导蛋白ARG7 (indole-3-acetic acid-induced protein ARG7)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)。本研究结果为下一步克隆并验证百脉根抗旱相关基因、发现抗旱相关新基因、研究百脉根抗旱分子机制以及培育高抗旱性百脉根品种提供了基础资料。

• 单位
  贵州大学; 贵州省草业研究所; 动物科学学院