基于跨物种转录组解析影响不定根发生的保守基因

文献类型： 中文期刊

第一作者： 谢露露

作者： 谢露露;李福;张思远;高建昌

作者机构：

关键词： 不定根发生;不定根诱导;跨物种转录组;保守基因分析;单子叶植物;双子叶植物

期刊名称： 中国农业科学

ISSN： 0578-1752

年卷期： 2025 年 58 卷 006 期

页码： 1195-1209

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】不定根（adventitious root）有利于扩大根系和增强抗逆性，其诱导发生已广泛应用于作物的无性繁殖技术中。通过比较不同物种不定根发生的差异表达基因，分析其中的跨物种保守基因，为全面了解不定根发生的调控机制提供候选基因。【方法】基于公共数据库中矮牵牛、康乃馨、黄瓜、欧美杨、荞麦的不定根发生转录组，采用HISAT和Cufflinks转录组分析流程计算基因转录本丰度，使用DESeq2统计和筛选差异表达基因。将同源比对获得的每个物种差异表达基因（拟南芥最似同源基因），通过集合分析获得处于交集中的基因，进行AmiGO功能注释和富集分析。并使用qPCR对5个物种以外作物的不定根发生相关表达模式进行检验。【结果】共获得保守上调基因15个，参与胁迫响应、细胞分裂、过氧化物、甲羟戊酸等调控路径。下调的保守基因和路径则主要参与离子和化合物稳态调节功能。上调的保守基因随不定根发育进程呈现出两类表达模式（Ⅰ和Ⅱ），NRT3.1和WRKY75在诱导24 h之前，即不定根原基产生时达到峰值（Ⅰ类），而CYCB2;4和KNOLLE表达量在诱导后48—96 h，即不定根凸出表皮时逐渐升高并维持到伸长期（Ⅱ类）。在番茄、西瓜、玉米的不定根诱导发生过程中检验保守基因的表达水平，在试验的双子叶植物类作物番茄、西瓜中，保守基因的表达模式一致，在试验的单子叶类作物玉米中，序列相似性高的WRKY75、CYCB2;4、KNOLLE具有相似的表达模式，序列相似性低的NRT3.1则不同。【结论】在不同物种、不同组织、不同诱导条件下，不定根诱导发生都有赖于胁迫响应和细胞分裂等保守路径和基因的功能发挥。保守上调基因NRT3.1、WRKY75、CYCB2;4、KNOLLE可作为不定根发生的候选基因，在一些双子叶物种中进行深入分析。

分类号： Q943.2

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