水稻小穗异常发育调控关键基因的加权共表达网络分析

作者：吴迪; 曾尹帝; 罗继景

来源：基因组学与应用生物学, 2022, 41(08): 1-16.

DOI：10.13417/j.gab.041.001732

• 水稻
• 花序结构
• 遗传相互作用
• WGCNA
• 基因模块
• 小穗异常发育
• 抽穗缺陷

水稻(Oryza sativa L.)是世界上需求量最大的粮食来源之一，其产量和品质与分蘖和花序结构的发育有关。以往的花序发育研究已经鉴定出大量与水稻营养生长和生殖生长相关的基因，但对花序发育和抽穗期的遗传机制尚未完全了解。本研究利用前期构建的水稻小穗异常发育表型的重组自交系(recombinant inbred lines, RIL)，通过转录表达谱分析，探讨穗部异常发育和穗部缺陷(pds1)表型调控的分子机制。通过差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)的筛选，鉴定了可能与pds1表型相关的基因。在6组差异表达基因中，分别鉴定出1731、728、1574、966、537和315个差异表达基因。通过加权共表达网络分析(Weightedgeneco-expressionnetworkanalysis,WGCNA)，我们发现了与pds1表型高度相关的4个基因模块(module)。通过对模块中所包含的基因进行功能富集分析，我们发现与花序发育相关的生物学过程。随后在这些模块中鉴定出多个高度相关的关键基因(hub genes)，如开花促进因子OsFKF1 (Os11g0547000)和TCP转录因子OsTB1(Os03g0706500)。结果表明，水稻小穗异常发育和抽穗缺陷表型可能是由小穗发育调控相关基因的遗传互作引起的。这为进一步探讨穗伸长缺陷的调控机制提供了有价值的参考。

• 单位
  亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室