转录组学分析互花米草Spartina alterniflora的高盐度抗性分子机制

摘要：

互花米草(Spartina alterniflora)是目前中国海岸带湿地分布面积最广的入侵植被,其较强的入侵及扩散能力与其高盐度抗性密不可分.为阐明其盐度胁迫响应及抗性机制,通过对3～5叶期S.alterniflora幼苗进行 10、24和 32盐度条件处理,并采用Illumina高通量测序技术进行转录组测序分析:共获得121760个基因(Unigene)以及 1190个差异表达基因(Differentially Expressed Genes,DEGs),挖掘得到如脯氨酸代谢相关基因(Sporobolus alterniflorus delta 1-pyrroline-5-carboxylate synthetase 2,SaP5CS2)、稳定Na+/K+比例的阳离子转运体基因(Cation transporter,HKT7)、钠/氢交换器基因(Sodium hydrogen exchanger 2,NHX2)、抗K+外流基因(K+efflux antiporter 5)等与互花米草耐盐高度相关的Unigene;GO(Gene Ontology)功能注释结果表明,DEGs主要与催化活性、转运活性、细胞过程、新陈代谢过程、细胞组分等相关;KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)富集结果显示,DEGs主要富集在氰氨酸代谢通路、氧化磷酸化代谢通路、光合作用-天线蛋白通路等通路中;功能-基因互作网络分析显示,显著富集到的苯丙素代谢途径、氧化磷酸化途径(LG组与CG组),氮(N)代谢、光合作用-天线蛋白、ECM-受体相互作用、P13K-Akt信号通路、氧化磷酸化等途径(HG与CG组),氰基氨酸代谢、硫代葡萄糖苷生物合成、油菜素类固醇生物合成、角质、木栓和蜡生物合成(HG组与LG组)等途径都与互花米草抗逆性有关.本研究通过挖掘互花米草的抗盐关键基因及代谢通路,提供了其生物入侵和扩散分子机制的基础信息,为互花米草等入侵物种的防控技术方向提供了重要参考,并具有重要的经济及生态学意义.

关键词：互花米草、盐度胁迫、转录组学、差异表达基因

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分类号：Q522.6(核酸)

资助基金：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金资助项目;广西科技基地和人才专项;国家自然科学基金;山东省自然科学基金;泰山产业领军人才项目;山东省重点研发计划项目

在线出版日期：2023-11-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：721-736