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盐碱胁迫下青稞全转录组分析
《西南农业学报 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：【目的】长链非编码RNA（lncRNAs）在动植物的各种生物过程中起着重要作用。青稞是青藏高原的主要粮食作物,对其胁迫诱导基因的研究不仅有助于了解胁迫耐受的分子机制,而且有助于利用基因工程培育胁迫耐受性品种。【方法】本文对2个青稞品种（0119盐碱高抗,0226盐碱敏感）幼苗分别进行盐碱胁迫和对照处理2、8、24、48和72 h后,提取植株叶片RNA进行全转录组测序（设置3个生物学重复）,共获得60组RNA-seq数据。【结果】青稞基因组中含有大量的lncRNAs;总共鉴定出6704个lncRNAs,包括2741个基因间长链非编码RNA和1378个反义长链非编码转录本。比较盐碱处理组和对照组的基因表达水平,获得5个时间点的mRNAs和lncRNAs的差异表达基因集,但5个差异表达基因集合之间重叠较少,说明在盐碱胁迫的不同阶段,不同的mRNAs和lncRNAs参与了盐碱响应。研究发现,在24 h时0119和0226中差异表达基因的数目均降低,这可能与作物对刺激反应的两个阶段相关。根据基因的相对位置和表达相关性,预测了lncRNAs的顺式和反式靶基因;功能富集分析发现在0119品种中特异性差异表达的3118个（1303个上调和1815个下调）mRNAs和798个（346个上调和452个下调）lncRNAs可能与耐盐碱性有关,它们直接或间接参与"胁迫应答/刺激反应"、"离子运输"、"膜"和"植物激素信号转导"。为了验证利用RNA-Seq数据计算基因表达量的可靠性,挑选部分mRNA和lncRNA在8, 24和48 h盐碱胁迫的0119品种中进行RT-qPCR验证,结果表明RT-qPCR与RNA-seq的基因表达水平一致。【结论】本研究有助于进一步了解青稞盐碱耐受性的机制,提高青稞对盐碱胁迫的耐受性。
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microRNA调控膜系统及离子转运介导青稞盐碱胁迫的应答
《大麦与谷类科学 》 2020
摘要：盐碱胁迫是影响作物生长和生产的最严重的非生物胁迫之一.青稞作为青藏高原地区生长的裸大麦,对极端环境适应性强,其盐碱胁迫下microRNA(miRNA)调控机理的研究可为植物盐碱逆境胁迫应答提供重要的参考.本研究利用高通量测序技术,通过对盐碱胁迫及对照处理的青稞进行miRNA测序,挖掘青稞miRNA在盐碱环境下的调控网络.研究鉴定了13757个miRNAs,其中225个在普通大麦中也存在.miRNA靶基因的功能富集分析表明,盐碱胁迫响应miRNAs的潜在靶基因与膜系统及离子转运的生物学过程相关,表明膜系统的形成与离子转运对青稞的盐碱应答发挥着重要的作用.
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干旱胁迫下青稞全基因组可变剪切分析
《西藏农业科技 》 2019
摘要：为阐明青稞在旱胁迫下基因发生可变剪切的规律,本研究以抗旱的"喜拉16号"和旱敏感的"迪庆黑元桂"为试验材料,分别对对照和21%PEG浓度下处理的样本进行多时间点的全转录组测序。结果表明,利用Leaf Cutter软件在所有的样品中共检测到了22 181个可变剪切事件;通过PCA分析发现,可变剪切具有明显的品种间特异性;另外,通过与抗旱基因数据库比对分析发现,在干旱胁迫处理下2个类型品种间有多个抗旱相关的基因发生了显著的差异可变剪切,分别是HVUL1H16429 (AtrbohF)、HVUL1H12808 (HAB1)、HVUL4H58649 (ABF4)、HVUL4H35985 (AtrbohD)、HVUL7H07799 (LOS5)、HVUL3H43774 (CLCc)、HVUL3H23631(ABCG40)、HVUL1H16840(MYB60)和HVUL6H08236(AREB1);对2个品种各自在对照与旱胁迫条件下的差异可变剪切基因进行pathway分析,发现了抗旱品种的差异可变剪切基因参与了更多的pathway,并且鉴别出Fatty acid degradation、Inositol phosphate metabolism、alpha-Linolenic acid metabolism和Fatty acid metabolism这4条通路显著富集。为解析青稞抗旱分子机理与培育青稞抗旱新品种奠定了理论基础。
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