甘蓝型油菜全基因组水平上转录组及miRNA分析揭示生物胁迫及非生物胁迫互作机制

【作者】 李浩杰； 柴靓； 张锦芳； 崔成； 蒋俊； 郑本川； 蒋梁材；

【机构】 四川省农业科学院作物研究所；

【摘要】 甘蓝型油菜常常受到生物因素如虫害、病害及非生物因素如干旱、湿害的影响而降低产量,因此,对甘蓝型油菜进行生物和非生物胁迫之间的相关协作机制进行剖析非常重要。本实验以甘蓝型油菜品系G184-189为材料,4叶期进行生物胁迫(菜青虫:大小一致的菜青虫对叶片进行咬伤,叶片出现小孔后72h在离伤口1 cm左右进行取样;菌核菌:用无菌打孔器在叶片的中间位置打孔产生创伤,将暗培养3d后带菌丝的琼脂块置于创伤处,72h后去除病斑,取病斑周围长度1cm的组织)和非生物胁迫(干旱:四叶期停止浇水,土壤水压为-80kP取样;水淹:水淹到超过土2cm,72h后取样;低温:4℃处理24h;高温:37℃预热2h后45℃处理3h),取胁迫后的样品及对照用于总RNA提取,进行转录组和小RNA测序分析。结果表明:(1)在菌核菌和菜青虫胁迫下,有601个差异表达基因(DEG)涉及多种应激反应和信号转导。(2)干旱、水淹、高温、低温四种非生物胁迫中,77个DEG涉及多种应激反应和信号转导。(3)在6种胁迫下14个DEG能为油菜育种中增强生物胁迫和非生物胁迫的耐受性提供新的基因资源。(4)6个处理下,光合作用代谢通路中的基因都上上调表达了。(5)鉴定出45个与目标基因相关的miRNA。本研究一定程度阐明了生物胁迫与非生物胁迫的互作机制,并提供了一些生物胁迫或非生物胁迫抗性的候选基因。更多还原