草棉不同倍性材料叶片转录组差异表达分析
通过转录组测序筛选草棉同源多倍体与二倍体相比差异表达基因,为同源多倍体的表型变化及其染色体加倍过程中遗传物质的变化提供基因表达水平的依据.本研究以草棉二倍体(CK)和同源多倍体后代为材料,通过流式细胞仪鉴定出同源三倍体(T)和同源四倍体(M)植株,比较同源四倍体与二倍体的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、脯氨酸和可溶性蛋白含量生理指标,并进行转录组测序分析.草棉同源四倍体叶片的SOD、POD、CAT、脯氨酸和可溶性蛋白含量均显著高于二倍体.DESeq差异分析结果表明,CK vs T、T vs M、CK vs M分别有4166(2832个上调,1334个下调)、4037(1766个上调,2271个下调)、4184(2679个上调,1505个下调)个DEGs,有205个DEGs是不同倍性植株两两比较的3组间共同表达的.GO功能分析表明,DEGs在膜的固有成分、膜的组成部分、催化活性等途径差异显著.KEGG富集分析表明,DEGs在类黄酮生物合成、苯丙烷生物合成、光合作用-天线蛋白等通路较为活跃.通过富集分析筛选CK vs T和CK vs M中与倍性相关的DEGs发现,多倍体在应激反应(62.46％和54.84％)、逆境反应(57.42％和53.85％)、细胞(70.16％和66.22％)、代谢(72.73％和66.14％)、生物活性物质和抗性(60.33％和63.37％)、光合(58.06％和63.16％)等方面的差异基因大都是上调表达,这可能是导致多倍体优势的关键因子.Nr注释信息CK vs M中共获得27个与抗性相关的基因(19个上调,8个下调),11个与光合相关的基因(9个上调,2个下调).对不同倍性草棉与光合相关的27个DEGs进行聚类分析发现,18个(66.67％)基因在四倍体中表达丰度最高.对3组间共同表达的205个DEGs进行Nr注释和表达情况分析发现,有30个基因都表现为上调表达,且在四倍体中表达量最高,7个基因都表现为下调表达,且在四倍体中表达量最低,这37个基因可能是受DNA剂量影响或是与植株倍性相关的基因.研究结果进一步表明多倍体植株在抗性、生长势、新陈代谢以及光合速率方面均优于二倍体.
草棉、同源多倍体、流式细胞、生理指标、转录组测序、差异表达基因(DEGs)
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S542;S791.11;S652
国家自然科学基金;山西省基础研究计划项目
2022-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共16页
2733-2748
