转录组测序分析艾纳香对镉胁迫响应机制

作者：倪显春; 任建国; 庞玉新; 王俊丽

来源：分子植物育种, 2023, 1-21.

• 艾纳香
• Cd胁迫
• 转录组测序
• 差异表达基因

艾纳香(Blumea balsamifera (L.) Dc)作为贵州省十大苗药之一，其对重金属镉(Cd)的富集作用已引起学者的关注。为了探究艾纳香对Cd胁迫应答的分子机制，本研究采用Illumina测序技术对Cd胁迫(0 mg/kg， 0.05 mg/kg， 2 mg/kg)下艾纳香叶片进行转录组测序(RNA-Seq)分析，并对差异表达基因(differentially expressed genes， DEGs)进行实时荧光定量PCR (RT-qPCR)验证。结果表明：从不同Cd处理组叶片中共获得55 012条unigenes，与六大公共数据库(NR， GO， KEGG， Pfam， eggNOG和Swiss-prot)作同源比对，注释到30 828条unigenes，占总unigene数的56.0%，其中在GO和KEGG数据库中获得注释的unigene数量分别为25 244条和19 967条。在2 mg/kg Cd胁迫下，共鉴定出1 553个DEGs，其中622个上调表达，931个下调表达。GO分析发现，DEGs在核糖体结构成分、翻译、氧化还原过程、氧化还原酶活性和次生代谢物生物合成等条目中存在明显差异。KEGG分析结果表明，DEGs主要参与核糖体，不饱和脂肪酸的生物合成，苯丙烷生物合成，黄酮类生物合成，氧化磷酸化，角质、软木脂和蜡的生物合成，蛋白酶体，吲哚生物碱生物合成，光合生物中的碳固定，倍半萜和三萜生物合成等代谢途径。转录因子分析发现，ERF、MYB、bHLH和WRKY等转录因子家族可能在艾纳香Cd胁迫响应中发挥重要作用。选取11个与植物Cd胁迫相关的DEGs进行RT-qPCR分析，基因差异表达结果与RNA-Seq数据分析结果基本一致，验证了转录组测序数据的有效性。本研究从转录组水平探究了艾纳香在Cd胁迫下的分子响应机制，以期为艾纳香Cd污染防治以及品种改良提供理论依据和基因资源。

• 单位
  广东药科大学; 贵州医科大学