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基于转录组测序分析干旱胁迫对党参不同组织基因表达的调控

Sequencing and analysis of transcriptome to reveal regulation gene expression in different tissues of Codonopsis pilosula under drought stress

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目的 对不同干旱胁迫程度下党参Codonopsis pilosula叶、茎、根进行转录组测序,探究干旱胁迫对党参差异基因和多糖合成相关酶基因的调控.方法 利用IlluminaHiSeq2500高通量测序技术对正常水分(85％～90％)和轻度(65％～70％)、中度(50％～55％)、重度干旱胁迫(35％～40％)下生长旺盛期党参叶、茎、根组织进行测序并建立cDNA数据库,经de novo拼接后得到Unigene,并进一步开展生物信息学分析.结果 共获得Unigene 60 377条,分别有51 477、29 896、33 479、35 912、47 378、18 649、31 833 条被非冗余数据库(non-redundant protein sequence database,NR)、真核生物蛋白相邻类的聚簇(clusters of orthologous group for eukaryotic complete,KOG)、基因本体(gene ontology,GO)、Swiss-Prot、eggNOG、京都基因与基因组数据库(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)、Pfam等数据库注释,筛选到9个差异组DEGs总和89 369条,GO富集分析发现,党参叶、茎、根中的DEGs在GO功能注释中分布基本一致,主要集中于细胞、细胞部分、细胞过程、代谢过程、结合蛋白、催化活性等功能.KEGG途径富集结果表明,干旱胁迫下叶中DEGs显著富集在不饱和脂肪酸、苯丙烷生物合成,茎中DEGs主要富集在苯丙烷、角质、琥珀和蜡、淀粉和蔗糖、单萜的生物合成,根中DEGs主要富集于黄酮、苯丙烷、二苯乙烯、二芳基庚烷和姜酚的生物合成及戊糖、葡萄糖醛酸转换.轻度干旱能引起叶中多糖合成途径关键酶基因的表达上调,是促进党参多糖成分积累的基础.结论 通过转录组测序,初步表明干旱胁迫影响党参不同组织差异基因的表达,并调控党参根中多糖合成的相关酶基因,以期为从分子基因培育优质党参提供参考和依据.

孙晓琛、栗锦鹏、原静静、王惠珍

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甘肃中医药大学药学院,甘肃兰州 730000

西北中藏药省部共建协同创新中心,甘肃兰州 730000

党参 干旱胁迫 转录组测序 差异基因表达 差异代谢通路 党参多糖生物合成

国家自然科学基金国家自然科学基金现代农业产业技术体系建设专项甘肃省教育厅"双一流"科研重点项目研究生创新基金

8176068381960683CARS-21GSSYLXM-052021CX48

2022

10.7501/j.issn.0253-2670.2022.14.025

中草药
天津药物研究院,中国药学会

中草药

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.632
ISSN：0253-2670
年,卷(期)：2022.53(14)
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