利用RNA-Seq發(fā)掘玉米葉片形態(tài)建成相關(guān)的調(diào)控基因
摘要：【目的】葉片寬度和長度等葉形特性是決定植株形態(tài),進(jìn)而影響種植密度的重要農(nóng)藝性狀,通過轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)篩選并挖掘玉米葉片形態(tài)建成相關(guān)的代謝路徑及調(diào)控基因,為深入認(rèn)識葉片發(fā)育的分子機(jī)理和鑒定葉寬、葉長候選基因奠定基礎(chǔ)。【方法】以極端窄葉自交系NL409和寬葉自交系WB665為材料,利用RNA-Seq技術(shù)鑒定7葉期第七片葉近基部的差異表達(dá)基因(DEGs),通過生物信息學(xué)分析,篩選與葉片發(fā)育密切相關(guān)的代謝通路,利用qRT-PCR驗(yàn)證不同激素路徑葉形相關(guān)基因的表達(dá)結(jié)果,并結(jié)合啟動子區(qū)域的序列差異挖掘葉形功能基因。【結(jié)果】分析對照(WB665)和樣品(NL409)高通量測序結(jié)果,在葉寬形成關(guān)鍵部位共篩選出5 199個(gè)DEGs,其中,2 264(43.55%)個(gè)基因表達(dá)上調(diào),2 935(56.45%)個(gè)基因下調(diào)表達(dá),下調(diào)基因明顯多于上調(diào)基因;GO功能富集分析表明,差異基因主要富集在細(xì)胞膜相關(guān)的細(xì)胞組分中,涉及代謝過程和細(xì)胞響應(yīng)刺激;KEGG富集分析表明,差異基因主要參與到核糖體、植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、苯丙烷類代謝、乙醛酸和二羧酸代謝等過程,其中核糖體、植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、鞘脂類代謝下調(diào)表達(dá)基因較多的路徑與葉片發(fā)育密切相關(guān)。核糖體路徑富集到多個(gè)PRS(PRESSED FLOWER)基因,分析發(fā)現(xiàn)PRS13(PFL2)可能在調(diào)控窄葉發(fā)育過程中發(fā)揮重要作用。鞘脂代謝路徑富集的基因幾乎全部下調(diào)表達(dá),引起抑制葉片發(fā)育的AP1(APETALA1)類和MAPK(Mitogen-Activated Protein Kinase)類基因上調(diào),以及促進(jìn)葉片發(fā)育的LFY(LEAFY)下調(diào),與窄葉發(fā)育受抑制的表型一致。植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)路徑富集到的油菜素內(nèi)酯(BR)響應(yīng)基因和赤霉素(GA)代謝基因下調(diào),細(xì)胞分裂素(CTK)和大部分生長素(Auxin)響應(yīng)基因上調(diào),與窄葉中DELLA蛋白基因上調(diào)表達(dá),抑制GA并促進(jìn)CTK基因表達(dá)的作用模式一致。通過qRT-PCR對18個(gè)葉片發(fā)育相關(guān)基因進(jìn)行分析,結(jié)果表明,其表達(dá)?
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中國農(nóng)業(yè)科學(xué)雜志， 半月刊，本刊重視學(xué)術(shù)導(dǎo)向，堅(jiān)持科學(xué)性、學(xué)術(shù)性、先進(jìn)性、創(chuàng)新性，刊載內(nèi)容涉及的欄目：
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等。于1960年經(jīng)新聞總署批準(zhǔn)的正規(guī)刊物。- 北大期刊
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