鐵脅迫下紫花苜蓿轉(zhuǎn)錄組分析及關(guān)鍵功能基因的挖掘.pdf

1、紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是重要的多年生豆科牧草，土地鹽堿化所造成的可溶性鐵含量的降低會嚴重影響紫花苜蓿的正常生長。本實驗以黑龍江本地紫花苜蓿品種肇東苜蓿為實驗材料，利用Illumina Hi-SeqTM4000測序平臺對缺鐵、高鐵和正常處理7d的紫花苜蓿全株進行轉(zhuǎn)錄組測序，分別進行了基因注釋、功能富集、基因結(jié)構(gòu)分析、基因表達量分析和差異表達基因分析。主要的研究結(jié)果如下:
　　1.通過轉(zhuǎn)錄組測序，三次重復(fù)的9

2、個樣品共獲得約250萬條Reads，總數(shù)據(jù)量為7.67G左右，共得到59，345條注釋信息，約占總體Unigene序列的65.75％。共獲得75，970個CDS序列、8，948個SSR位點和2，198，312個SNP位點。
　　2.差異表達分析發(fā)現(xiàn)正常組與缺鐵脅迫組篩選出1251個差異表達基因(857個上調(diào));正常組與高鐵脅迫組共有758個基因（529個上調(diào)）;缺鐵組與高鐵組之間篩選出681個差異表達基因。KEGG分別富集到到84

3、、72和68條通路，并對對糖酵解/糖異生、氮代謝和碳代謝通路進行深入研究，分別發(fā)現(xiàn)14、14、28個與其通路相關(guān)的差異表達基因。
　　3.利用qRT-PCR技術(shù)手段對MsFIT1、MsIRT1、MsFRO2、MsVIT1、MsOPT1和MsAHA2等6個注釋出來的基因進行了表達水平驗證，qRT-PCR結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組測序表達量變化趨勢基本一致。
　　4.分別從轉(zhuǎn)運蛋白、轉(zhuǎn)錄因子和氧化應(yīng)激等三個方面進行鐵脅迫關(guān)鍵功能基因的挖掘。篩

4、選出55個差異表達轉(zhuǎn)運蛋白基因，包含氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白、糖轉(zhuǎn)運蛋白、磷酸鹽轉(zhuǎn)運蛋白、金屬離子轉(zhuǎn)運蛋白和多元醇轉(zhuǎn)運蛋白等參與非生物脅迫的關(guān)鍵蛋白;40個差異表達轉(zhuǎn)錄因子基因，覆蓋了WRKY、bHLH、MYB和bZIP等植物主要的轉(zhuǎn)錄因子家族以及鋅指蛋白、MADS-box蛋白、HSF蛋白和AP2蛋白具有轉(zhuǎn)錄因子功能的蛋白分子;29個氧化應(yīng)激相關(guān)的基因，包括谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶基因、過氧化物酶基因、過氧化氫同功酶基因以及超氧化物歧化酶基因。利用PF