鐵脅迫下紫花苜蓿轉(zhuǎn)錄組分析及關(guān)鍵功能基因的挖掘.pdf

1、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是重要的多年生豆科牧草，土地鹽堿化所造成的可溶性鐵含量的降低會(huì)嚴(yán)重影響紫花苜蓿的正常生長(zhǎng)。本實(shí)驗(yàn)以黑龍江本地紫花苜蓿品種肇東苜蓿為實(shí)驗(yàn)材料，利用Illumina Hi-SeqTM4000測(cè)序平臺(tái)對(duì)缺鐵、高鐵和正常處理7d的紫花苜蓿全株進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，分別進(jìn)行了基因注釋、功能富集、基因結(jié)構(gòu)分析、基因表達(dá)量分析和差異表達(dá)基因分析。主要的研究結(jié)果如下:
　　1.通過轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，三次重復(fù)的9

2、個(gè)樣品共獲得約250萬(wàn)條Reads，總數(shù)據(jù)量為7.67G左右，共得到59，345條注釋信息，約占總體Unigene序列的65.75％。共獲得75，970個(gè)CDS序列、8，948個(gè)SSR位點(diǎn)和2，198，312個(gè)SNP位點(diǎn)。
　　2.差異表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)正常組與缺鐵脅迫組篩選出1251個(gè)差異表達(dá)基因(857個(gè)上調(diào));正常組與高鐵脅迫組共有758個(gè)基因（529個(gè)上調(diào)）;缺鐵組與高鐵組之間篩選出681個(gè)差異表達(dá)基因。KEGG分別富集到到84

3、、72和68條通路，并對(duì)對(duì)糖酵解/糖異生、氮代謝和碳代謝通路進(jìn)行深入研究，分別發(fā)現(xiàn)14、14、28個(gè)與其通路相關(guān)的差異表達(dá)基因。
　　3.利用qRT-PCR技術(shù)手段對(duì)MsFIT1、MsIRT1、MsFRO2、MsVIT1、MsOPT1和MsAHA2等6個(gè)注釋出來(lái)的基因進(jìn)行了表達(dá)水平驗(yàn)證，qRT-PCR結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序表達(dá)量變化趨勢(shì)基本一致。
　　4.分別從轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、轉(zhuǎn)錄因子和氧化應(yīng)激等三個(gè)方面進(jìn)行鐵脅迫關(guān)鍵功能基因的挖掘。篩

4、選出55個(gè)差異表達(dá)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因，包含氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、金屬離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等參與非生物脅迫的關(guān)鍵蛋白;40個(gè)差異表達(dá)轉(zhuǎn)錄因子基因，覆蓋了WRKY、bHLH、MYB和bZIP等植物主要的轉(zhuǎn)錄因子家族以及鋅指蛋白、MADS-box蛋白、HSF蛋白和AP2蛋白具有轉(zhuǎn)錄因子功能的蛋白分子;29個(gè)氧化應(yīng)激相關(guān)的基因，包括谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶基因、過氧化物酶基因、過氧化氫同功酶基因以及超氧化物歧化酶基因。利用PF