玉米苗期响应高温胁迫的转录组分析

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近几年,全球极端高温气候频发,高温灾害性气候已成为影响作物产量最重要的非生物胁迫因子之一。极端的高温气候会影响到玉米的生长发育。高温会使玉米籽粒败育,品质变差,最终导致玉米产量下降。本研究以玉米骨干自交系HZS为材料,利用转录组测序技术研究玉米苗期在高温胁迫下差异基因的表达,寻找一些玉米响应高温胁迫的相关基因,为阐明玉米苗期耐热的分子机制做基础,也为玉米育种研究提供一些参考。试验主要成果如下:1)本试验使用lllumina HiSeq平台测定玉米苗期高温处理组以及对照组一共6个样品,每个样品平均产出6.11Gb数据,三个生物学重复样品间相关性良好,过滤后的clean reads量达到85.8%,数据可用于进行下一步分析。2)表达基因筛选结果说明玉米苗期经过高温胁迫处理后与对照组相比共有6862个差异基因显著表达,其中有3342个差异基因上调表达,3520个差异基因下调表达。3)GO功能分析表明在差异表达基因中有2985个基因被注释到生物过程分类;3449个基因被注释到分子功能分类;3363个基因被注释到细胞组分分类。一共有42个条目被富集(P-value≤0.05)。在生物过程中富集程度最高的基因分类为跨膜运输、单一生物过程和光合作用等;在分子功能中富集程度最高的基因分类有ATP结合、嘌呤核苷结合和嘌呤核糖核苷结合等;在细胞组分中富集程度最高的基因分类有类囊体部分、类囊体和膜的固有组成部分等。经KEGG显著性富集分析,筛选到光合作用、硫甙生物合成和角质小檗碱和蜡的生物合成等显著富集途径。4)通过对差异显著基因的注释结果进一步深度分析,其中SAUR介导的生长素代谢、脱落酸和赤霉素可能参与玉米苗期对热胁迫的反应调节过程;在信号传导中,MAPK级联反应可能参与了玉米苗期高温胁迫响应过程;MYB、b HLH、AP2-EREBP、WRKY和NAC转录因子家族在玉米苗期响应高温胁迫的过程可能起重要的作用且s HSP20家族与玉米苗期响应高温胁迫的过程密切相关。
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