基于转录组学分析榅桲响应NaHCO3碱胁迫分子机制
郭献平1
吕珍珍1
王东升1
蒋卉2
吴中营2
徐凌飞3
韩永平2
郭鹏2
王蛟2
1.河南省农业科学院 园艺研究所,河南 郑州 450002;河南省园艺与花卉工程研究中心,河南 郑州 450002;河南省特色瓜果工程技术研究中心,河南 郑州 4500022.河南省农业科学院 园艺研究所,河南 郑州 4500023.西北农林科技大学 园艺学院,陕西 杨凌 712100
摘要：为探究梨异属矮化砧木榅桲响应NaHCO3 碱胁迫的分子机制,对水培榅桲幼苗进行5(T1)、10 mmol/L(T2)NaHCO3碱胁迫处理,以不加NaHCO3为对照(CK),处理6周后,测定叶片叶绿素含量、净光合速率、根系和叶片K+/Na+等指标,并对根系进行转录组测序和分析.结果表明,榅桲叶片叶绿素含量和净光合速率均随着碱胁迫程度的增加而逐渐降低,T1、T2处理叶绿素a+b含量比CK显著降低,降幅分别为15.71%、45.38%,叶片净光合速率比CK显著降低,降幅分别为15.90%、55.42%.T1、T2处理叶片和根系K+/Na+均比CK显著降低,降幅分别为45.40%和96.69%、92.04%和96.32%.转录组测序结果显示,与CK相比,T1、T2处理共筛选出4 974个差异表达基因,T2的差异表达基因数量显著高于T1.GO(Gene ontology)功能富集和KEGG(Kyoto encyclopedia of genes and genomes)通路富集分析显示,T1和T2处理在生物学过程(BP)主要富集到过氧化氢分解途径、对伤害的反应等条目,KEGG通路主要富集于苯丙烷生物合成等代谢通路.基因集富集分析(GSEA)结果显示,与CK相比,苯丙烷生物合成代谢通路在T1 和T2 碱胁迫处理下活性增强.加权基因共表达网络分析(WGCNA)显示,T1 处理枢纽基因cydonia_oblonga_newGene_11700表达受到碱胁迫的显著诱导,该基因被注释为木质素代谢转录因子.T2处理枢纽基因cydonia_oblonga_newGene_11460和cydonia_oblonga_newGene_14681均被注释为碳酸酐酶.选取5个差异表达基因进行qRT-PCR验证,其表达模式与RNA-Seq分析结果一致.综合分析,榅桲在10 mmol/L NaHCO3条件下比5 mmol/L NaHCO3下能调动更多的基因响应碱胁迫,且木质素合成代谢通路和碳酸酐酶在榅桲响应NaHCO3碱胁迫时起到重要作用.
关键词：榅桲碱胁迫苯丙烷生物合成代谢通路碳酸酐酶转录组分析
分类号：S661.2(果树园艺)
资助基金：河南省科技攻关项目(242102110151)河南省科技攻关项目(232102110196)河南省农业科学院应用科技攻关专项(2024YY03)河南省重大科技专项(221100110400)河南省农业科学院科技创新团队项目(2024TD41)国家梨产业技术体系项目(CARS-28)河南省农业科学院自主创新项目(2025ZC37)河南省农业科学院自主创新项目(2024ZC032)
论文发表日期：2025-11-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 109-122 )
英文信息