【摘 要】
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为探究重金属镉(Cd)胁迫和添加硅(Si)后对番茄根基因表达变化特性,以期为番茄低吸收Cd育种和Si抑制Cd吸收提供基因资源和理论基础.以'耐裂王'番茄为材料,设置3个处理组:未添
【机 构】
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四川省农业科学院园艺研究所,蔬菜种质与品种创新四川省重点实验室,成都,610066;四川省农业科学院,农业农村部西南地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室,成都,610066;四川省农业科学院,农业农
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为探究重金属镉(Cd)胁迫和添加硅(Si)后对番茄根基因表达变化特性,以期为番茄低吸收Cd育种和Si抑制Cd吸收提供基因资源和理论基础.以'耐裂王'番茄为材料,设置3个处理组:未添加Cd和Si的对照(CK)处理,添加Cd处理,添加Cd 一周之后添加2 mmol/L的Si处理.本研究测定了番茄植株生物量和番茄根中镉含量,利用Illumina HiSeq高通量测序法对番茄根进行转录组测序,对转录组进行GO分类和KEGG通路富集分析.结果表明:Cd可以抑制番茄植株的生长,添加Si后可以抑制根中Cd的积累.以上3个处理相互比较分别有1 054、1 061和204个基因显示了表达差异;对比CK来看,表达差异基因主要富集在细胞壁、氧化还原酶活性及有机酸运输等功能.Cd+Si处理组对比Cd处理组,表达差异基因主要富集在细胞壁、氧化还原酶活性及有机酸运输等功能;番茄根受到Cd胁迫的时候主要以上调基因表达的模式来应答胁迫,加入Si以后,虽然番茄根还是以上调基因表达为主,但有所降低,相比只有Cd的处理组,上调基因下降了 11.1％.通过 KEGG 通路富集分析,发现 Solyc07g061720.3(GA2ox4)、Solyc06g082590.1(S1CRF1)和Solyc12g009220.2(S1JAZ2)3个基因表达上调可能与Cd抑制番茄生长有密切关系;番茄根中脂类代谢相关基因的差异表达与Si抑制Cd吸收有密切关系;Solyc05g051200.1(ERF1)表达上调与添加Si增强番茄抗性有关.本研究有助于认识Cd和Si对番茄生长和Cd富集在基因层面的影响,并且对今后重金属污染防治工作有一定的指导意义.
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