金荞根系膨大激素相关基因的表达分析

【作者】 黄娟； 邓娇； 陈庆富；

【机构】 贵州师范大学荞麦产业技术研究中心；

【摘要】 根系膨大是多年生金荞和一年生甜荞最重要的差异之一。植物激素在根系的发育和膨大过程中起重要作用。前期利用转录组测序技术,对甜荞根和金荞根分别进行了转录组测序,鉴定了4709个在甜荞根和金荞根中差异表达的基因,对这些基因的GO功能和参与的代谢途径进行了分析。以这些差异表达基因的序列为搜索序列,与拟南芥激素数据库进行本地blastp,最终鉴定到315个拟南芥激素同源基因,分别注释到植物八大类激素的生物合成、代谢、激素受体、激素信号转到和激素转运等各个过程,其中与脱落酸、乙烯、生长素、水杨酸、油菜素内酯、茉莉酸、赤霉素和细胞分裂素相关的差异表达基因数量分别为90、58、58、29、24、21、17和18个,以甜荞根为对照,在金荞根中上调表达的分别为38、23、26、18、15、10、6和11个,在金荞根中下调表达的分别为52、35、32、11、9、11、11和7个。甜荞根系形态的特征为根系较短,侧根少,而金荞根系的特征为根系膨大粗壮,且侧根发达,因此在金荞根中上调表达的149个激素相关基因,可能参与到金荞根系的发育、膨大和侧根生长。对这些基因进行了进一步的分析,筛选了一系列激素合成和信号通路中的关键基因,这些基因分别是:脱落酸合成途径中的基因XBAT32(Buckwheat_D_Unigene_BMK.11758)和信号转导过程中关键基因MYC2(Buckwheat_D_Unigene_BMK.9891);乙烯信号转导过程中的关键基因乙烯响应因子ERF104 (Buckwheat_D_Unigene_BMK.27566和Buckwheat_D_Unigene_BMK.11991)、 ERF1 (Buckwheat_A_Unigene_BMK.16426)、 ERF9(Buckwheat_E_Unigene_BMK.34218和Buckwheat_D_Unigene_BMK.24504);生长素合成途径中Buckwheat_B_Unigene_BMK.11767)、生长素信号转导过程的关键基因ARF4(Buckwheat_D_Unigene_BMK.9565)、 ARF6 (Buckwheat_D_Unigene_BMK.43079)、 IAA12(Buckwheat_D_Unigene_BMK.4027)和IAA28(Buckwheat_D_Unigene_BMK.43350);水杨酸代谢和信号转导关键基因BSMT1 (Buckwheat_D_Unigene_BMK.46862和Buckwheat_D_Unigene_BMK.23944)和TGA1(Buckwheat_D_Unigene_BMK.37047);油菜素内脂合成关键基因CYP72C1(Buckwheat_D_Unigene_BMK.46334)和信号转导途径中的关键基因BAK1(Buckwheat_A_Unigene_BMK.38090)和BEH4(Buckwheat_A_Unigene_BMK.37400);茉莉酸合成途径中的关键基因LOX2 (Buckwheat_D_Unigene_BMK.42862和Buckwheat_D_Unigene_BMK.40664),以及茉莉酸信号转导途径中的关键基因COS1(Buckwheat_D_Unigene_BMK.18311);细胞分裂素合成途径中的关键基因IPT8(Buckwheat_D_Unigene_BMK.418),和编码细胞分裂素受体组氨酸激酶的基因AHK3(Buckwheat_D_Unigene_BMK.36657);赤霉素合成途径中的关键基因赤霉素加氧酶GA20OX1(Buckwheat_D_Unigene_BMK.45862)、GA2OX1(Buckwheat_D_Unigene_BMK.7446)和GA2OX8(Buckwheat_D_Unigene_BMK.17858)。本研究为金荞根膨大机制的研究提供优异基因资源。更多还原