不同氮效率玉米品种响应氮肥减施的差异表达基因分析

摘要：

为了研究不同氮效率玉米品种伟科518(氮高效品种,WK518)、农大108(氮低效品种,ND108)在氮减施条件下的差异表达基因(Differently expressed genes,DEG)及其功能,在不同氮条件下[正常氮(225 kg/hm2,HN)、低氮(0 kg/hm2,LN)],对灌浆中期WK518和ND 108穗位叶进行高通量转录组测序,筛选DEG,进行GO和KEGG富集分析,并对差异表达的转录因子进行分析.结果表明,低氮条件下,在WK518与ND108对比组中共检测到2065个上调表达基因、2319个下调表达基因.正常氮条件下,在WK518与ND108对比组中共检测到2368个上调表达基因、3780个下调表达基因.WK518在不同氮条件下共检测到1009个上调表达基因、2268个下调表达基因.ND108在不同氮条件下共检测到364个上调表达基因、510个下调表达基因.低氮条件下,WK518与ND108中的DEG主要富集于尿卟啉-Ⅲ C-甲基转移酶活性、甘露糖-6-磷酸异构酶活性、氧化-还原过程、线粒体组织、核染色质等GO条目,氨基糖及核苷酸糖新陈代谢,苯丙氨酸新陈代谢,类单萜生物合成,甘氨酸、丝氨酸及苏氨酸新陈代谢、碱基剪切修复等KEGG代谢通路.正常氮条件下,WK518与ND108中的DEG主要富集于气孔关闭、跨膜受体丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶活性、叶绿体基质、类囊体、叶绿体被膜等GO条目,光合作用生物体中碳固定、氨基糖及核苷酸糖新陈代谢、糖酵解/糖异生、丙氨酸新陈代谢、光合作用-天线蛋白等KEGG代谢通路.WK518在不同氮条件下的DEG主要富集于几丁质反应、蛋白质磷酸化、生物膜、吲哚硫代葡萄糖苷代谢过程、肌醇半乳糖苷-蔗糖半乳糖基转移酶等GO条目,光合作用生物体中碳固定、植物激素信号传导、内质网内蛋白质加工过程、植物-病原体相互作用、植物MAPK信号通路等KEGG代谢通路.ND108在不同氮条件下的DEG主要富集于干旱胁迫响应、毒素分解代谢过程、几丁质酶活性、海藻糖生物合成过程、海藻糖-磷酸酶活性等GO条目,乙醛酸及二羧酸盐新陈代谢、植物MAPK信号通路、灵菌素生物合成、玉米素生物合成、生物素新陈代谢等KEGG代谢通路.不同氮条件下,在WK518和ND108中共检测出58个差异表达转录因子家族,包括GRAS、bHLH、MYB相关、NAC、C3H、ERF、C2H2、WRKY、FAR1等植物中重要的调控生长发育、生物及非生物胁迫响应的转录因子家族.

关键词：玉米、氮肥减施、氮效率、高通量转录组测序、差异表达基因

所属期刊栏目：51

分类号：S513(禾谷类作物)

资助基金：河南省农业科学院优秀青年科技基金项目;河南省自然科学基金青年科学基金项目

在线出版日期：2022-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：10-24