茅苍术二倍体和同源四倍体叶片转录组比较

作者：张子璇; 谭明谱; 王将; 张成才; 罗丽娜; 向增旭^*

来源：植物资源与环境学报, 2021, 30(04): 41-49.

• 茅苍术
• 二倍体
• 同源四倍体
• 差异表达unigene
• 功能注释

采用转录组测序技术对茅苍术[Atractylodes lancea(Thunb.) DC.]二倍体和同源四倍体叶片进行无参转录组测序,并在前期研究基础上筛选叶片中的高可信度差异表达unigenes。结果显示:共获得495 797个unigenes, GC含量为46.54%,平均长度为402.8 bp, N50和N90分别为413和225 bp。与GO、NR、String、SwissProt、KEGG和Pfam数据库的比对结果表明:共注释到259 841个unigenes,占unigenes总数的52.41%。NR数据库比对结果显示:茅苍术与同科植物Cynara cardunculus var.scolymus(Linn.) Fiori和向日葵(Helianthus annuus Linn.)的unigenes序列同源性明显高于其他种类。通过表达量比较,共筛选出923个差异表达unigenes。GO功能分类结果表明:这些差异表达unigenes的功能被分成3个大类61个小类。KEGG富集分析结果表明:这些差异表达unigenes被注释到5个大类中,其中,注释到代谢中的差异表达unigenes最多(75),且富集在次生代谢物生物合成、淀粉和蔗糖代谢及脂肪酸延伸等8条代谢通路中。茅苍术二倍体和同源四倍体叶片和全株的共有高可信度差异表达unigenes有298个,其中,热激蛋白基因(DnaK/Hsp70)、ACC氧化酶基因(ACO)、脂肪酸脱氢酶基因(FAD2)和长链-3-羟酰基-CoA脱水酶基因(PHS1/PAS2)的表达量在同源四倍体中上调,而乙烯受体基因(ETR/ERS)、丙二烯氧化物合酶基因(AOS)、脂氧合酶基因(LOX)和14-3-3结构域蛋白基因(YWHAE)的表达量在同源四倍体中下调。研究结果显示:茅苍术二倍体和同源四倍体叶片在细胞发育、代谢、能量转化、物质积累及信号转导上存在差异,筛选的差异表达unigenes可能参与茅苍术叶片发育调控,筛选的高可信度差异表达基因可作为茅苍术倍性育种的关键候选基因。

• 单位
  南京农业大学; 生命科学学院