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连作与头茬地黄根部基因差异表达谱构建及其关键基因的筛选
【作者】 杨艳会； 李明杰； 陈新建； 王丰青； 林文雄； 张重义；
【机构】 河南农业大学中药材研究所； 福建农林大学中药材GAP研究所；
【摘要】 地黄(Rehmannia glutinosa Libosch.)属玄参科多年生草本植物,是我国传统的大宗中药材。然而,地黄连作障碍表现非常突出,严重制约着地黄的生产。目前,有关连作障碍的报道主要集中在对该现象的解释、根系分泌物的自毒作用及其生理活性等方面,对其形成的分子机理尚不清楚。本研究以‘温85.5’地黄品种为供试材料,连作(连续种植2年,R2)为处理、头茬(种植1年,R1)为对照,在块根膨大前期,利用新一代Solexa/Illu—mina测序技术,分别构建连作(R2)和头茬(R1)地黄根部标签(Tags)库,利用数字化基因表达谱(Digital Gene Expression Profiling,DGE)和生物信息学分析法,建立了连作和头茬地黄根部数字化基因表达差异谱,将2 817个差异表达基因并进行了Nr蛋白库功能基因同源性、KEGG代谢通路和GO功能分类分析,筛选了111个可能与响应地黄连作障碍的关键基因。结果表明:MAPK和钙信号感知、传递了信号物质,阻断了地黄体内核心代谢途径,诱导了乙烯的合成、生理周期紊乱等不良现象的发生,从而扰乱了植株正常的基因表达程序,启动了异常表达的基因,导致地黄连作障碍病症的发生。本研究初步勾勒了地黄连作障碍的分子机理。
【关键词】 地黄；
连作障碍；
DGE；
差异表达基因,信号物质；
【基金】 国家自然科学基金资助(30973875,81274022,81072983);高等学校博士学科点专项科研基金资助(20123515110005)
- 【会议录名称】 2013全国植物生物学大会论文集
- 【会议名称】2013全国植物生物学大会
- 【会议时间】2013-10-08
- 【会议地点】中国江苏南京
- 【分类号】S567.234
- 【主办单位】中国作物学会、中国细胞生物学学会、中国遗传学会、中国植物生理与分子生物学会、中国植物学会