唐古特大黄不同外植体诱导愈伤组织的基因差异表达分析

摘要

【目的】探究唐古特大黄不同外植体诱导愈伤组织分化发育的基因差异表达规律，为优化唐古特大黄组织培养体系和分子育种奠定基础。【方法】以唐古特大黄叶片、叶柄及下胚轴为外植体，分别在相同培养基及培养条件下诱导其愈伤组织，并对不同来源愈伤组织进行转录组测序及基因差异表达分析。【结果】在相同培养基及培养条件下，唐古特大黄不同外植体均能诱导形成愈伤组织，诱导率为100%，且不同外植体诱导愈伤组织的生长速度为叶片>叶柄>下胚轴。但叶片和叶柄诱导的愈伤组织均无法继续分化出不定芽；只有下胚轴诱导的愈伤组织能进一步分化出不定芽，且诱导率为100%。唐古特大黄不同外植体诱导的愈伤组织在基因表达上存在显著差异，与叶柄诱导的愈伤组织相比，叶片诱导的愈伤组织有8 970个差异表达基因；与下胚轴诱导的愈伤组织相比，叶片诱导的愈伤组织有11 956个差异表达基因，叶柄诱导的愈伤组织有7 366个差异表达基因。GO功能富集分析和KEGG通路富集结果表明，差异表达基因主要显著富集在植物激素信号转导、苯丙烷生物合成及氨基酸代谢等代谢通路中。此外，在唐古特大黄不同外植体诱导的愈伤组织中共鉴定到6 681个基因参与编码57个转录因子家族。RT-qPCR结果表明，PYL4、EIN4、IAA26等基因的表达趋势与转录组学测序结果一致。【结论】细胞分裂、脱分化与再分化、细胞壁修饰、激素代谢及转录因子相关基因的差异表达对唐古特大黄愈伤组织的分化具有重要影响。

关键词

唐古特大黄 / 愈伤组织 / 组织培养 / 组织分化 / 基因差异表达