基于转录组的ABA介导的旱柳枝条失水响应

摘要

【目的】ABA是植物干旱胁迫响应过程中的关键激素。本研究旨在发掘旱柳ABA介导的干旱胁迫响应关键功能基因和相关通路，以期通过分子设计育种，选育优良抗旱品种。【方法】本研究以旱柳离体枝条为材料，通过转录组测序方法探究ABA合成抑制剂钨酸钠溶液浸泡后旱柳失水至不同水势枝条木质部转录组的差异响应。【结果】（1）去离子水浸泡旱柳未失水枝条与失水至P₅₀水势枝条的显著差异基因共5 672个，钨酸钠溶液浸泡与去离子水浸泡旱柳失水至P₅₀水势枝条的显著差异基因共5 033个。（2）植物激素信号转导、类胡萝卜素生物合成、淀粉与蔗糖代谢途径是钨酸钠浸泡后旱柳枝条失水响应的关键通路。（3）去离子水浸泡旱柳失水至P₅₀水势枝条较未失水枝条，在植物激素信号转导通路中，PP2C家族基因（P2C03、P2C51）,ABA受体的调控成分基因（PYL8）,ABA响应元件结合蛋白基因（AI5L5）的表达量显著上调；类胡萝卜素生物合成通路中，类胡萝卜素异构酶基因（CRTSO）、脱落酸醛氧化酶基因3（ALDO3）表达量显著上调；淀粉与蔗糖代谢通路中，糖基水解酶家族基因（INVA、E133）、类α-淀粉酶3基因（AMY3）、海藻糖磷酸酶基因（TPS5）、蔗糖磷酸合酶1基因（SPSA1）等表达量显著上调，而淀粉合成酶基因（SSY1）表达量显著下调。钨酸钠溶液浸泡后，INVA、E133、AMY3、TPS5、SPSA1和SSY1呈相反表达趋势。【结论】本研究挖掘了旱柳干旱胁迫相关通路及重要功能基因，为后续揭示旱柳干旱胁迫响应机制提供研究基础。

关键词

旱柳 / 水势 / 转录组 / ABA / 淀粉水解 / 干旱响应 / 差异表达基因

基金资助

国家自然科学基金项目（32071729）