二穗短柄草(Brachypodium distachyon)BdCO基因调控开花的转录组学分析

摘要

CONSTANS(CO)是植物光周期诱导开花途径中的关键基因之一。为探究BdCO在光周期途径中的分子调控机制，本研究对野生型二穗短柄草(Brachypodium distachyon)Bd21植株、过表达BdCO基因型二穗短柄草(CO＿OX)植株和BdCO基因敲除型二穗短柄草(CO＿A3)植株进行转录组测序分析，对差异表达基因进行GO和KEGG功能富集分析，最后观察三种植株的开花表型。结果表明，对比Bd21 vs CO＿OX和Bd21 vs CO＿A3的基因表达量，分别检测到1 382个和773个差异表达基因；GO功能富集分析发现，Bd21 vs CO＿OX的差异表达基因主要富集在小核仁核糖核蛋白复合物、 snoRNA结合和rRNA处理中，Bd21 vs CO＿A3的差异表达基因主要富集在类囊体、色素结合和光合作用中；KEGG通路富集分析发现，Bd21 vs CO＿OX的差异表达基因主要富集在植物激素信号转导、真核生物中的核糖体生物发生、光合作用-天线蛋白和昼夜节律-植物等通路，Bd21 vs CO＿A3的差异表达基因主要富集在MAPK信号通路-植物、真核生物中的核糖体生物发生和光合作用-天线蛋白等通路；在长日照条件下，CO＿OX植株的开花时间比野生型Bd21的提前约1.90 d, CO＿A3植株的开花时间比野生型Bd21的延迟约7.92 d。综上，BdCO影响光周期途径相关基因的表达，同时影响二穗短柄草的开花时间，说明BdCO在二穗短柄草的光周期途径调控开花的过程中发挥重要作用。

关键词

二穗短柄草 / BdCO基因 / 转录组学 / 光周期