基于转录组测序分析干旱胁迫对党参不同组织基因表达的调控

摘要：

目的 对不同干旱胁迫程度下党参Codonopsis pilosula叶、茎、根进行转录组测序,探究干旱胁迫对党参差异基因和多糖合成相关酶基因的调控.方法 利用IlluminaHiSeq2500高通量测序技术对正常水分(85％～90％)和轻度(65％～70％)、中度(50％～55％)、重度干旱胁迫(35％～40％)下生长旺盛期党参叶、茎、根组织进行测序并建立cDNA数据库,经de novo拼接后得到Unigene,并进一步开展生物信息学分析.结果 共获得Unigene 60 377条,分别有51 477、29 896、33 479、35 912、47 378、18 649、31 833 条被非冗余数据库(non-redundant protein sequence database,NR)、真核生物蛋白相邻类的聚簇(clusters of orthologous group for eukaryotic complete,KOG)、基因本体(gene ontology,GO)、Swiss-Prot、eggNOG、京都基因与基因组数据库(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)、Pfam等数据库注释,筛选到9个差异组DEGs总和89 369条,GO富集分析发现,党参叶、茎、根中的DEGs在GO功能注释中分布基本一致,主要集中于细胞、细胞部分、细胞过程、代谢过程、结合蛋白、催化活性等功能.KEGG途径富集结果表明,干旱胁迫下叶中DEGs显著富集在不饱和脂肪酸、苯丙烷生物合成,茎中DEGs主要富集在苯丙烷、角质、琥珀和蜡、淀粉和蔗糖、单萜的生物合成,根中DEGs主要富集于黄酮、苯丙烷、二苯乙烯、二芳基庚烷和姜酚的生物合成及戊糖、葡萄糖醛酸转换.轻度干旱能引起叶中多糖合成途径关键酶基因的表达上调,是促进党参多糖成分积累的基础.结论 通过转录组测序,初步表明干旱胁迫影响党参不同组织差异基因的表达,并调控党参根中多糖合成的相关酶基因,以期为从分子基因培育优质党参提供参考和依据.

关键词：党参、干旱胁迫、转录组测序、差异基因表达、差异代谢通路、党参多糖生物合成

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分类号：R286.12(中药学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;现代农业产业技术体系建设专项;甘肃省教育厅双一流科研重点项目;研究生创新基金资助项目

在线出版日期：2022-08-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：4465-4475