农业生物技术学报

作者：张珏锋, 李芳, 钟海英, 陈建明

单位：浙江省农业科学院 植物保护与微生物研究所,杭州 310021

关键词：茭白'浙农7号',不同生长阶段,转录组,差异表达基因(DEGs),内源激素,

基金：国家现代农业产业技术体系(CARS-24-G-07); 浙江省“三农九方”科技协作计划项目(2022SNJF016; 2022SNJF082); 国家自然科学青年基金(32001963)

茭白是由菰黑粉菌(Ustilago esculenta)侵染刺激菰(Zizania latifolia)植株,使其内源激素发生变化,促使寄主进入孕茭阶段并刺激植株茎秆部膨大而形成。明确茭白不同生长阶段生育期激素以及转录组水平差异,对发现与茭白生育期调控相关的功能基因有重要意义。本研究采用Illumina平台测序技术对茭白新品种'浙农7号' ('zhenong 7', ZN7)分蘖前期、分蘖末期、孕茭前期、孕茭末期4个生长阶段进行转录组测序分析。结果表明,4个生长阶段共筛选出差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs) 194个;4个生长阶段排名前30的单一基因 GO (Gene Ontology)分类结果显示,在level 2水平上,以归类于植物对光反应的GO条目在各组比对中居多,包括细胞对强光的反应(cellular response to high light intensity)以及细胞对紫外线-A (ultraviolet-A, UV-A)的反应(cellular response to UV-A)等;KEGG富集分析结果表明,差异表达基因主要参与光合作用及光合作用-触角蛋白及光合生物中的碳固定等。比较4个生长阶段内源激素含量发现,赤霉素(gibberellin, GA3)、生长素(auxin, IAA)、脱落酸(abscisic acid, ABA)和细胞分裂素(cytokinin, CTK)在茭白生长各阶段的含量变化趋势并不一致。赤霉素在孕茭期的含量显著高于分蘖期(P<0.05);生长素与脱落酸含量在各个时期变化趋势基本一致,均为分蘖末期>分蘖前期>孕茭期;细胞分裂素的含量在分蘖前期达到顶峰,显著高于分蘖末期及孕茭期(P<0.05),而其余3个阶段之间并无显著差异。研究结果为阐明茭白不同生长阶段关键基因及其调控机理提供科学依据。

来源：2024年第2期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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