南方型紫花苜蓿叶片盐胁迫应答基因鉴定与分析

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1、Onlinesystem:http://www.jabiotech.org农业生物技术学报JournalofAgriculturalBiotechnology2015,23(12):1531~1541DOI:10.3969/j.issn.1674-7968.2015.12.001南方型紫花苜蓿叶片盐胁迫应答基因鉴定与分析*马进郑钢浙江农林大学风景园林与建筑学院，临安311300*通讯作者，majinzjl@163.com摘要以南方型紫花苜蓿(Medicagosativa‘Millennium’)为材料，以正常培养(WT_CK2)和盐胁迫(WT_N2)条件下的2个样品

2、叶片进行转录组分析，鉴定紫花苜蓿叶片盐胁迫应答相关基因，从转录组水平揭示南方型紫花苜蓿适应盐胁迫环境的分子机制。提取常培养(WT_CK2)和盐胁迫(WT_N2)叶片总RNA，以IlluminaHiseq2000平台进行RNA测序(RNASequencing,RNA-Seq)分析。同时，对上调和下调DEGs(differential-expressedgenes)进行基因本体(GeneOntology,GO)和京都基因与基因组百科全书(KyotoEncyclopediaofGenesandGenomes,KEGG)代谢途径富集分析。选择DEGs6个，以qRT-PCR验

3、证RNA-Seq结果的可靠性。结果表明，滤低质量reads后，WT_CK2和WT_N2分别保留了62771040和60394756对高质量reads用于差异表达基因的筛选，其中52.47%和53.07%的reads能准确比对到参考序列蒺藜苜蓿(Medicagotruncatula)上，说明RNA-Seq结果和参考序列可靠。DEGs鉴定结果表明，7497个基因受盐胁迫诱导差异表达，其中上调表达4078个，3419下调表达，其中包括46个转录因子家族的474个转录因子基因在盐胁迫差异表达。GO富集分析表明，差异表达基因广泛涉及结合、催化活性、细胞过程、代谢过程和刺激响应

4、。KEGG代谢分析表明，差异表达基因广泛涉及次生代谢、代谢途径、苯丙素的生物合成、黄酮类生物合成和植物激素信号转导。紫花苜蓿叶片盐胁迫响应中活性氧清除类、渗透调节和离子转运类基因上调，参与生物合成和钙依赖蛋白激酶信号转导途径，丝裂原活化蛋白激酶，PP2C(proteinphosphatase2C)基因家族、ABA(abscisicacid)通路和激素(水杨酸,乙烯和茉莉酸)信号途径基因表达上调，C3H、NAC、WRKY和AP2/EREBP转录家族因子不同程度上调，而基础代谢和蛋白合成++途径总体上受到抑制。此外，候选了与盐胁迫响应相关的海藻糖-6-磷酸合成酶基因、N

5、a/H逆向转运蛋白基因、类受体激酶基因、钙依赖性蛋白激酶基因、非酵解型蛋白激酶基因、类萌发素蛋白基因及相关转录因子基因等。qRT-PCR检测6个DEGs的表达模式与RNA-Seq分析结果一致，证实了RNA-Seq结果的可靠性。本研究为阐明南方型紫花苜蓿耐盐分子机制提供基础资料。关键词紫花苜蓿，基因，叶片转录组，盐胁迫IdentificationandPreliminaryAnalysisofSaltStress-responsiveGenesinLeavesofSouthernTypeAlfalfa(Medicagosativa‘Millennium’)*MAJin

6、ZHENGGangSchoolofLandscapeArchitecture,ZhejiangAgricultureandForestryUniversity,Lin,an311300,China*Correspondingauthor,majinzjl@163.comAbstractInordertoinvestigatethemolecularmechanismofsalttolerance,thetranscriptomesofsoutherntypeAlfalfa(Medicagosativa‘Millenium’)undercontrolcondition

7、(WT_CK2)werecomparedwiththoseunderNaCl-treated(WT_CK2)condition.TotalRNAwasextractedfromleavesundercontrolandNaCl-基金项目：国家自然科学基金资助项目(No.31272494)收稿日期：2015-05-04接受日期：2016-06-23农业生物技术学报1532JournalofAgriculturalBiotechnologytreatedconditions,andthenwasusedforRNASequencing(RNA-Seq)analysi