谷子木质素单体生物合成基因的筛选及低氮胁迫分析

作者：张路瑶; 李瑞淼; 张晓霞; 杨宇琭; 唐中伟; 王兴春; 高建华^*

来源：山西农业大学学报(自然科学版), 2023, 43(03): 9-22.

DOI：10.13842/j.cnki.issn1671-8151.202303035

• 谷子
• 木质素单体
• 生物合成
• 转录组
• 低氮胁迫

[目的]木质素在保持细胞壁结构的完整性、水分输送、机械支撑以及抵抗各种生物和非生物胁迫等起着关键作用。不同物种间木质素合成途径、木质素单体组成和含量存在一定差异。[方法]利用生物信息学手段筛选谷子（Setaria italica）中参与木质素单体生物合成的多种酶家族候选基因；利用晋谷21号的超早熟突变体xiaomi转录组数据，比较其时空表达模式，并进一步筛选各家族中的关键成员；最后，利用xiaomi低氮胁迫前后各候选基因表达差异分析，明确木质素合成途径中可能响应低氮胁迫的关键基因。[结果]本研究筛选到参与木质素单体合成的PAL、C4H、4CL、HCT、C3’H、CCoAOMT、F5H、COMT、CCR、CAD和CSE家族成员分别为10、4、6、3、1、5、1、11、13、17个，其中有21个基因被推测真正参与谷子的木质化过程，有32个基因参与谷子的低氮胁迫。[结论]谷子木质素合成关键酶家族基因的鉴定和表达分析，以及氮胁迫响应基因的筛选，为开拓通过调节谷子木质素组成，改善谷子茎秆机械强度、抗逆性能和生物质有效利用的新途径奠定了基础。

• 单位
  山西农业大学; 生命科学学院