重金属胁迫下白骨壤数字基因表达谱分析

摘要：

[目的]从转录组水平研究重金属污水胁迫处理下白骨壤的基因表达变化,以揭示白骨壤响应重金属污染胁迫的机制.[方法]采用基于高通量测序的数字基因表达谱(DGE)技术对重金属污水胁迫处理组和对照组白骨壤材料进行转录组测序分析.[结果]与对照组相比,重金属处理下白骨壤共有10 459个差异表达基因,其中,8 685个表达量上升,1 774个表达量下降.MeV聚类表明:大部分基因在重金属处理样本中的表达量受到极大的诱导.GO功能注释发现,差异表达基因主要定位于叶绿体以及细胞内各种膜结构,参与“细胞代谢”、“细胞组分的组合和生物合成”、“对刺激的响应”等过程.KEGG代谢通路分析显示,差异表达基因分布于126条Pathways,涉及“核糖体”、“光合作用”、“乙醛酸盐代谢”、“丙酮酸代谢”等途径.重金属胁迫还促进萜类、黄酮类化合物生物合成的关键酶基因(牻牛儿基焦磷酸合酶(0009238)、黄酮醇合成酶(0001833))的表达,进而促进白骨壤有效成分的积累;显著诱导细胞分裂素水解酶编码基因CKX7 (0057124)、油菜素内脂信号转导组分基因BSK(0043741)等的表达,进而提高白骨壤对重金属胁迫的适应能力.此外,转录因子分析发现,bHLH、NAC、MYB-related和WRKY在重金属胁迫中发挥重要作用.实验选取8个与环境刺激响应密切相关的基因,通过qRT-PCR验证了它们在重金属污水胁迫处理下的表达差异,结果与数字基因表达谱分析的结果较一致,证实了差异表达基因数据的有效性.[结论]重金属处理影响了白骨壤大量的新陈代谢、光合作用、小分子酸合成、激素合成与信号转导及次生代谢产物合成相关基因的表达.

关键词：白骨壤、重金属胁迫、数字基因表达谱(DEG)、差异表达基因、机制

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分类号：S718.46(林业基础科学)

资助基金：广东省林业科技创新项目2013KJCX011-03,2015KJCX025;国家级大学生创新创业训练计划项目201510579277;湛江市热带特色资源植物技术开发重点实验室项目2014A06008;岭南师范学院自然科学研究项目LZL1507

在线出版日期：2017-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：206-213