基于转录组分析玉米幼苗对盐胁迫的响应

摘要

为分析玉米耐盐基因及相关代谢途径，选用玉米品种‘禾育157’（HY157）和‘先玉335’（XY335），设置0（CK）、120（S₁）、240 mmol/L NaCl（S₂）3种处理的盆栽试验，测定不同浓度NaCl处理下玉米幼苗的生长指标和转录组表达情况。结果表明：与CK相比，‘HY 157’在S₁和S₂处理下分别产生3 305和4 314个差异表达基因（DEGs），分别鉴定出1 900和2 457个上调、1 405和1 857个下调DEGs；‘XY 335’在S₁和S₂处理下分别产生729和5 037个DEGs。其中，293和2 500个上调、436和2 537个下调DEGs。通过对DEGs进行GO富集分析，2个玉米品种共同的上调DEGs显著富集在过氧化氢、盐胁迫的应答及碳水化合物代谢过程等GO条目。KEGG富集分析表明，差异基因主要参与淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷类生物合成、磷酸戊糖途径、苯并恶唑类生物合成、MAPK通路（植物）以及植物激素信号传导等代谢途径。苯丙烷类生物合成途径中，有3个基因在‘XY 335’中特异性地上调表达，‘HY 157’则有5个基因特异性地下调表达。此外，上调的转录因子主要集中在MYB、C2H2、AP2、NAC、bHLH、bZIP、WRKY等基因家族。综上，120和240 mmol/L NaCl胁迫下，‘HY 157’的DEGs以及显著上调表达的转录因子，主要参与调控渗透调节、离子平衡、抗氧化防御等多种适应性反应，从而增强玉米幼苗对盐胁迫的耐受性。

关键词

玉米 / 盐胁迫 / 高通量测序 / 转录组 / 转录因子

基金资助

国家重点研发计划（2021YFD1900603）