基于microRNA及转录组测序筛选新疆野苹果幼苗响应NaCl胁迫相关基因
本试验以新疆野苹果组培苗为试验材料，对150mmol?L-1NaCl处理6h和48h后的新疆野苹果幼苗叶片和根系进行了转录组和Small RNA测序，对获得的所有Unigene在GO、KEGG数据库中进行功能注释和qRT-PCR验证筛选出新疆野苹果响应NaCl胁迫相关基因，为进一步探究新疆野苹果幼苗响应NaCl胁迫的作用方式提供参考。研究结果如下： 1、150mmol?L-1NaCl处理6h和48h的新疆野苹果幼苗叶片转录组测序数据分析发现：与对照相比，新疆野苹果幼苗叶片差异表达基因（DEG）NaCl处理6h时共713个，其中295个DEGs在盐胁迫响应中上调表达，418个DEGs下调表达；NaCl处理48h时差异表达基因为3364个，1745个DEGs上调，1619个DEGs下调表达。GO主要富集在氧化还原酶活性、催化活性、PS II、光合膜、类囊体、氧化还原过程、光合作用、木质素代谢过程等；KEGG功能注释显示了新疆野苹果幼苗叶片中与NaCl胁迫相关的显著富集的是光合作用与植物激素信号转导途径。qRT-PCR验证了6个与光合作用相关基因PsaE、PsaN、PsbP、PsbW、PsbO、Psb27-1和4个与植物激素信号转导相关的基因PP2C37、SAPK2、PIF4、SRK2A在新疆野苹果响应NaCl胁迫中起着一定的作用。 2、150mmol?L-1NaCl处理48h新疆野苹果幼苗根系转录组测序数据分析发现：与对照相比，新疆野苹果幼苗根系中DEG在NaCl处理48h时为3808个，其中1057个DEGs在NaCl胁迫响应中上调，2751个DEGs表达下调。新疆野苹果叶片和根系中所共有的差异基因有2095个得到注释，共涉及44个Pathway，富集最显著的主要为：糖酵解/糖异生、磷酸戊糖途径、果糖和甘露糖代谢、丙酮酸代谢等。通过转录组测序和qRT-PCR验证发现新疆野苹果受到NaCl胁迫后，糖酵解过程中TPI、FBPase、pckA、ppdK基因表达量在叶片中下调，根系中上调表达参与NaCl胁迫响应。 3、150mmol?L-1NaCl处理6h和48h的新疆野苹果幼苗叶片small RNA测序数据表明：与对照相比，NaCl处理6h时3个miRNA差异表达，2个上调，1个下调表达，其对应的靶基因数目为64个；NaCl处理48h时13个miRNA差异表达，4个上调，9个下调表达，对应的靶基因数目为108个。对差异靶基因进行GO和KEGG分类注释，NaCl处理6h时，GO主要富集包括：肌醇磷酸2激酶活性、寡糖基转移酶活性、蛋白丝氨酸/苏氨酸磷酸酶抑制剂活性、木聚糖生物合成过程等；NaCl处理48h时，GO主要富集包括：氧氧化还原酶活性、DNA结合、质外体、次生代谢过程等，KEGG共同富集在N-glycan生物合成通路。qRT-PCR验证发现NaCl处理6h和48h时，mdm-miR390f及其靶基因HF10976、mdm-miR171i及其靶基因HF33844、mdm-miR399j及其靶基因HF11095表达量呈负相关，说明这3个miRNA参与了新疆野苹果对NaCl胁迫的响应过程。 4、150mmol?L-1NaCl处理48h的新疆野苹果幼苗根系small RNA测序数据表明：与对照相比，NaCl处理48h时，根系中的差异miRNA数量为4个，其中上调表达的为1个，下调表达的为3个，靶基因数目为19个。新疆野苹果根系中GO主要富集在硫酸腺苷酸转移酶活性、腺苷酸转移酶活性、膜等、无机阴离子运输、硫化合物代谢过程，KEGG Pathway主要富集在单杆菌素的生物合成、硒化合物代谢、MAPK信号传导途径-植物、植物病原体相互作用等通路。qRT-PCR验证发现在根系和叶片中，mdm-miR156o及其靶基因HF27440、mdm-miR396b及其靶基因HF18932呈负相关。说明这2个miRNA参与了新疆野苹果对NaCl胁迫的响应过程。
苹果;盐胁迫;基因筛选;转录组测序;非编码单链RNA测序
石河子大学
硕士
园艺学
鲁晓燕
2020
中文
S661.1;S603
2020-11-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）