红锥根系响应石墨烯的转录组学研究

摘要

为了研究石墨烯对植物根系响应的分子机制和转录组学，本文以0、25、33和50 mg/L共4组质量浓度的石墨烯溶液培育红锥（Castanopsis hystrix Miq.）幼苗，其中石墨烯溶液质量浓度为0指以蒸馏水培育，并对红锥幼苗的根系发育情况、基因表达量的变化、差异表达基因的富集通路和范围进行了分析。与0相比，25 mg/L石墨烯溶液对红锥幼苗根系发育的促进效果最佳（t=2.86～7.80,P<0.05）；转录组数据表明，25 mg/L石墨烯溶液处理红锥根系后，导致12 845个基因的表达量发生差异，其中石墨烯诱导10 899个基因表达量上调，抑制1 946个基因的表达量。通过京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集性分析表明：表达量上调的基因主要富集于126个KEGG通路，表达量下调的基因富集于99个KEGG通路；另外，110个转录因子基因差异表达，可归类于33个不同家族，其中ERF、WRKY、MYB、NAC、bHLH、TCP和Trihelix共7个家族基因与红锥根系发育有关；9种植物激素信号转导通路相关的差异表达基因结果表明生长素、细胞分裂素、赤霉素、乙烯、水杨酸、油菜素内酯和独脚金内酯共7种激素相关基因表达量的改变与红锥根系生长密切有关。

关键词

石墨烯 / 红锥 / 根系 / 差异表达基因 / 转录因子与激素