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摘要
本文以薄荷为研究对象,以蒸馏水、25℃为非胁迫对照,用聚乙二醇6000(PEG6000)模拟干旱胁迫,用光照培养箱设定40℃为高温胁迫,两种胁迫条件叠加为干旱-高温胁迫,各设3个生物学重复。处理2 h后,将对薄荷新叶进行取样,并快速放入液氮中速冻,之后放进-80℃下保存,随后进行转录组高通量技术测序(RNA-seq)。结果表明,与对照比较,干旱胁迫后产生4 577个差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),干旱-高温胁迫后产生21 163个DEGs;两种胁迫条件有2 141个共同DEGs,其中共同上调的有1 219个,共同下调的有798个,这些共同差异表达基因既可以响应干旱单一胁迫,也可以响应干旱-高温复合胁迫,且以上调为主;GO功能富集和KEGG功能富集分析表明,上调的主要涉及到植物激素信号转导、MAPK信号通路、蛋白质丝氨酸/苏氨酸磷酸酶活性(protein serine/threonine phosphatase activity, PP2C)、半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢等,其中对含氧化合物的反应和转录因子的调节很关键。进一步对这些共同上调差异表达基因进行挖掘,分析结果表明,POD、GSTU17、GSTU8、GSTL3X1、GSTTCHQDX1等能同时上调干旱、干旱-高温胁迫时的抗氧化酶的表达,另外还含有主要集中在NAC、AP2/ERF-ERF、WRKY、MYB-related、HSF等基因家族的共同上调转录因子;挑选7个抗氧化酶基因进行荧光定量PCR验证,基因的表达趋势与转录组测序结果一致。上述共同上调的抗氧化酶基因和转录因子为薄荷幼苗响应干旱单一和干旱-高温复合胁迫的抗逆分子机制提供了重要的生物信息学研究依据。
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