芝麻根系响应铝胁迫的比较转录组分析

作者：梁俊超; 赵云燕; 颜小文; 颜廷献; 王郅琪; 孙建; 饶月亮; 周红英; 乐美旺

来源：植物生理学报, 2023, 59(02): 393-403.

DOI：10.13592/j.cnki.ppj.100520

• 芝麻
• 铝胁迫
• 转录组测序
• 差异表达基因

利用两个对铝胁迫耐受性表现显著差异的芝麻(Sesamum indicum)品种‘金黄麻’(耐铝)和‘竹山白’(铝敏感)为实验材料,进行了铝胁迫下芝麻根系的高通量RNA测序和比较转录组分析,筛选响应铝胁迫的潜在候选基因,研究芝麻响应铝胁迫的分子机制。从16个转录组测序文库共获得137.57 Gb的clean data (干净数据),平均每个样本获得8.60 Gb高质量序列。两个材料处理前和处理后的比较转录组分析中共鉴定到1 425个差异表达基因在胁迫处理后的‘金黄麻’中上调表达,上调差异倍数大于‘竹山白’,且铝胁迫后其表达水平大于‘竹山白’; 773个基因在胁迫处理后的‘金黄麻’中下调表达,下调倍数大于‘竹山白’,且铝胁迫后其表达水平小于‘竹山白’。基因本体(GO)富集分析的结果表明这些基因主要富集在与离子结合、膜组成成分和防御刺激应答反应有关的GO条目中。京都基因和基因组数据库(KEGG)富集分析的结果显示差异表达基因主要富集在次级代谢产物的生物合成途径、苯丙素生物合成途径和植物-病原菌互作途径。多个铝激活的苹果酸转运蛋白基因和过氧化物酶基因在富集通路中被鉴定到。差异表达基因荧光定量PCR的结果表明基因表达的变化趋势与转录组测序结果基本符合。这些结果将为进一步研究芝麻耐铝的分子机制奠定基础。

• 单位
  江西省农业科学院作物研究所