重金属胁迫下白骨壤数字基因表达谱分析-林业科学研究.PDF

林业科学研究　２０１７，３０（２）：２０６ ２１３ ＦｏｒｅｓｔＲｅｓｅａｒｃｈ 　　ＤＯＩ：１０．１３２７５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｌｙｋｘｙｊ．２０１７．０２．００４ 重金属胁迫下白骨壤数字基因表达谱分析 １ １ １ １ ２ １ １ 袁长春 ，莫健新 ，袁柳娇 ，余如凤 ，刘　倩 ，钟军弟 ，刘锴栋 （１．岭南师范学院生命科学与技术学院，广东 湛江　５２４０４８；２．广州基迪奥生物科技有限公司，广东 广州　５１０００６） 摘要：［目的］从转录组水平研究重金属污水胁迫处理下白骨壤的基因表达变化，以揭示白骨壤响应重金属污染胁 迫的机制。［方法］采用基于高通量测序的数字基因表达谱（ＤＧＥ）技术对重金属污水胁迫处理组和对照组白骨壤 材料进行转录组测序分析。［结果］与对照组相比，重金属处理下白骨壤共有 １０４５９个差异表达基因，其中，８６８５ 个表达量上升，１７７４个表达量下降。ＭｅＶ聚类表明：大部分基因在重金属处理样本中的表达量受到极大的诱导。 ＧＯ功能注释发现，差异表达基因主要定位于叶绿体以及细胞内各种膜结构，参与“细胞代谢”、“细胞组分的组合和 生物合成”、“对刺激的响应”等过程。ＫＥＧＧ代谢通路分析显示，差异表达基因分布于１２６条Ｐａｔｈｗａｙｓ，涉及“核糖 体”、“光合作用”、“乙醛酸盐代谢”、“丙酮酸代谢”等途径。重金属胁迫还促进萜类、黄酮类化合物生物合成的关 键酶基因（?牛儿基焦磷酸合酶（０００９２３８）、黄酮醇合成酶（０００１８３３））的表达，进而促进白骨壤有效成分的积累；显 著诱导细胞分裂素水解酶编码基因ＣＫＸ７（００５７１２４）、油菜素内脂信号转导组分基因ＢＳＫ（００４３７４１）等的表达，进而 提高白骨壤对重金属胁迫的适应能力。此外，转录因子分析发现，ｂＨＬＨ、ＮＡＣ、ＭＹＢｒｅｌａｔｅｄ和ＷＲＫＹ在重金属胁迫 中发挥重要作用。实验选取８个与环境刺激响应密切相关的基因，通过ｑＲＴＰＣＲ验证了它们在重金属污水胁迫处 理下的表达差异，结果与数字基因表达谱分析的结果较一致，证实了差异表达基因数据的有效性。［结论］重金属 处理影响了白骨壤大量的新陈代谢、光合作用、小分子酸合成、激素合成与信号转导及次生代谢产物合成相关基因 的表达。 关键词：白骨壤；重金属胁迫；数字基因表达谱（ＤＥＧ）；差异表达基因；机制 中图分类号：Ｓ７１８．４６ 文献标识码：Ａ　　　文章编号：１００１１４９８（２０１７）０２０２０６０８ ＤｉｇｉｔａｌＧｅｎｅＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎＰｒｏｆｉｌｉｎｇＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＡｖｉｃｅｎｎｉａｍａｒｉｎａｕｎｄｅｒ ＨｅａｖｙＭｅｔａｌＳｔｒｅｓｓＴｒｅａｔｍｅｎｔ １ １ １ １ ＹＵＡＮＣｈａｎｇｃｈｕｎ，ＭＯＪｉａｎｘｉｎ，ＹＵＡＮＧＬｉｕｊｉａｏ，ＹＵＲｕｆｅｎｇ， ２ １ １ ＬＩＵＱｉａｎ，ＺＨＯＮＧＪｕｎｄｉ，ＬＩＵＫａｉｄｏｎｇ （１．ＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＳｃｈｏｏｌ，ＬｉｎｇｎａｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈａｎｊｉａｎｇ　５２４０４８，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ； ２．ＧｕａｎｇｚｈｏｕＧｅｎｅＤｅｎｏｖｏＣｏｍｐａｎｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０００６，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：［Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ］Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇｗａｓｐｅｒｆｏｒｍｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｎｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏ ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓｔｒｅｓｓｉｎＡｖｉｃｅｎｎｉａｍａｒｉｎａ．［Ｍｅｔｈｏｄ］ＤｉｇｉｔａｌＧｅｎｅＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎＰｒｏｆｉｌｉｎｇ（ＤＧＥ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｗａｓｕｓｅｄｔｏ ａｎａｌ