外源硫诱导苦荞镉胁迫响应的比较转录组学分析

文献类型： 中文期刊

第一作者： 刘辉

作者： 刘辉;卢扬;叶夕苗;周帅;李俊;唐健波;陈恩发

作者机构： 贵州省农业科学院生物技术研究所

关键词： 镉胁迫;外源S;苦荞;比较转录组;基因功能验证;氧化还原途径;脱落酸;生长素

期刊名称： 生物技术通报

ISSN： 1002-5464

年卷期： 2023 年 39 卷 005 期

页码： 177-191

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： Cd(镉)含量超标是影响苦荞(Fagopyrum tararicum)安全生产的主要重金属污染.为揭示外源添加硫(S)对苦荞耐Cd胁迫影响的分子机理,通过比较转录组学分析手段,分析根施 100 mg/kg(NH4)2SO4(S)处理与 5 mg/kg CdCl2(Cd)处理后苦荞叶片的差异表达基因及其功能.结果显示,共获得 393983500 条干净序列,鉴定到 19875 个基因,其中差异表达基因共有 1760 个.通过GO注释和KEGG pathway对这些差异表达基因进行分析表明,外源S添加增强谷胱甘肽还原酶途径,抑制氧化还原途径,并诱导水杨酸响应、脱落酸响应以及生长素响应途径应对Cd毒害.转录组数据鉴定到苦荞FtbHLH68 受Cd+S处理特异诱导表达,模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)同源基因突变体Atbhlh68表现出Cd+S处理缺陷表型,且Atbhlh68中叶绿素含量、净光合、GR活性和GSH活性变化均不响应Cd+S处理.研究结果揭示了苦荞响应Cd胁迫转录水平调控过程,阐明外源添加S增强植物抗Cd胁迫的分子机理,为外源S在苦荞抗Cd胁迫中的应用奠定理论基础并提供了作用靶点.

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