大豆科学2021，Vol.40Issue(3) ：289-298.DOI:10.11861/j.issn.1000-9841.2021.03.0289

根瘤菌侵染早期大豆根系的转录组分析

Transcriptome Analysis of Soybean Root System in the Early Stage of Rhizobium Infection

祁平 郑凯杰 赵晓宇 宋健 王俊 邱丽娟 阎哲
大豆科学2021，Vol.40Issue(3) ：289-298.DOI:10.11861/j.issn.1000-9841.2021.03.0289
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根瘤菌侵染早期大豆根系的转录组分析

Transcriptome Analysis of Soybean Root System in the Early Stage of Rhizobium Infection

祁平 1郑凯杰 2赵晓宇 3宋健 1王俊 1邱丽娟 4阎哲4
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作者信息

  • 1. 长江大学农学院,湖北荆州434025
  • 2. 中国科学院东北地理与农业生态研究所,长春吉林130102
  • 3. 黑龙江省科学院微生物研究所,黑龙江哈尔滨150010
  • 4. 中国农业科学院作物科学研究所/国家农作物基因资源与遗传改良重大科学工程/农业部种质资源利用重点实验室,北京100081
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摘要

为了解析共生早期根瘤菌与宿主植物根组织信号交互调控作用,深入了解根瘤菌侵染早期根系的基因调控网络以及进一步解析豆科植物如何进化形成与根瘤菌共生的分子机制,本研究对根瘤菌侵染12 h后大豆的根组织材料进行转录组测序分析,对受显著调控的基因进行GO和KEGG显著性富集分析,采用qRT-PCR方法验证候选基因的表达情况,并通过构建进化树和绘制表达聚类图分析候选基因的进化及功能特征.研究共鉴定出488个在共生早期受根瘤菌侵染显著调控的基因.GO富集结果显示,上调基因中富集了参与损伤应答功能的基因,而下调基因的功能主要富集在细胞壁生物合成调控途径.KEGG通路富集分析显示,参与植物与病菌互作、植物激素转导和MAPK信号通路的基因在上调基因中富集,而编码ABC转运蛋白以及植物节律相关的蛋白基因在下调基因中富集.其中对损伤应答富集基因的分析鉴定出可能在大豆中参与根瘤菌侵染早期调控的损伤诱导短肽(Wound-Induced Peptide,WIP)家族.转录组和qRT-PCR结果显示16个WIP基因在根瘤菌侵染后受到不同程度的诱导表达.对大豆WIP家族基因序列的进化分析结果以及表达聚类分析结果均显示,受根瘤菌诱导表达的WIP基因亚家族的序列和表达均表现出与拟南芥同源的WIP基因亚家族不同的特性.

关键词

大豆/转录组测序/共生固氮/WIP基因

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基金项目

中国农业科学院基本科研业务费专项(S2021YC01)

黑龙江省省院合作专项(YS20B06)

出版年

2021
大豆科学
黑龙江省农业科学院

大豆科学

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.641
ISSN：1000-9841
被引量2
参考文献量2
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