基于RNA-Seq技術(shù)的苜蓿根蘗性狀發(fā)生相關(guān)下調(diào)基因

郭 云，王鐵梅，2

(1.北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京 100083; 2.北京林業(yè)大學(xué)草地資源與生態(tài)研究中心，北京 100083)

基于RNA-Seq技術(shù)的苜蓿根蘗性狀發(fā)生相關(guān)下調(diào)基因

郭 云1，王鐵梅1，2

(1.北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京 100083; 2.北京林業(yè)大學(xué)草地資源與生態(tài)研究中心，北京 100083)

為了從分子水平上分析苜蓿(Medicago sativa)根蘗性狀的發(fā)生機(jī)制，對根蘗型苜蓿的根蘗與非根蘗根部進(jìn)行RNA-seq轉(zhuǎn)錄組文庫構(gòu)建，并分析差異表達(dá)基因及其功能。分別提取品系“BL-101”的根蘗型苜蓿根蘗與非根蘗部位總RNA，利用磁珠法分離mRNA后通過PCR擴(kuò)增構(gòu)建RNA-Seq轉(zhuǎn)錄組文庫，并對差異表達(dá)基因進(jìn)行分析，得到差異表達(dá)基因15 978條，本研究重點(diǎn)分析下調(diào)基因，通過生物過程分類，發(fā)現(xiàn)與根蘗性狀發(fā)生有關(guān)的表達(dá)下調(diào)的基因?yàn)?個，經(jīng)生物學(xué)信息分析確定，其中2個屬于Lon蛋白酶家族，其余分別屬于植物肌動蛋白酶家族，硫氧還蛋白和脂氧合酶，其與植物抗逆性相關(guān)，且與植物激素ABA的調(diào)控有關(guān)。研究結(jié)果可以為探討苜蓿根蘗性狀發(fā)生的分子機(jī)制提供理論依據(jù)。

苜蓿;根系生長;生物信息學(xué);脫落酸

苜蓿(Medicago sativa)作為牧草之王，是當(dāng)前生態(tài)建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛的生態(tài)草之一［1］。在形態(tài)學(xué)方面，根蘗型苜蓿與普通紫花苜蓿相比，主根上會生長出很多側(cè)生水平根，在側(cè)根上會有膨大根蘗節(jié)，這些根蘗節(jié)距離不等且可以形成新芽繼而長出地面形成新的枝條，因此根蘗性狀的根系分布更廣［2］。研究表明，根蘗性狀具有優(yōu)良的抗寒性［3-5］、耐牧性［6-8］、耐旱性。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對于苜蓿發(fā)生根蘗性狀的機(jī)理取得了較多的成果。在形態(tài)發(fā)生機(jī)制方面，根蘗與非根蘗苜蓿在水平根上根蘗節(jié)的數(shù)量上比較，根蘗性狀的節(jié)數(shù)顯著高于非根蘗性狀;根蘗苜蓿在水平根上存在原生丘狀組織，而非根蘗苜蓿沒有該原生丘狀組織［9］。在生理機(jī)制方面，通過測定根系酯酶及內(nèi)源激素含量動態(tài)得出酯酶同工酶可能與苜蓿調(diào)控發(fā)生根蘗性狀的基因表達(dá)有關(guān);但對于苜蓿根蘗與非根蘗苜蓿性狀的遺傳差異仍然缺少分子水平的研究［10］。因此，通過對根蘗部位與非根蘗部位的差異表達(dá)基因篩選分析進(jìn)行功能預(yù)測，得出可能與苜蓿根蘗性狀發(fā)生有關(guān)的基因，以期為探討苜蓿根蘗性狀發(fā)生的分子機(jī)制提供理論依據(jù)。

轉(zhuǎn)錄組是指某一細(xì)胞在特定發(fā)育階段或者生理條件下全部基因表達(dá)的總和，表示了每一個基因在該狀態(tài)下的身份和表達(dá)水平［11］，包括編碼蛋白的mRNA和非編碼蛋白的RNA，是基因組遺傳信息與蛋白質(zhì)組的生物功能之間的橋梁［12］。轉(zhuǎn)錄組研究是研究結(jié)構(gòu)及基因功能的基礎(chǔ)，而轉(zhuǎn)錄組在揭示基因組中的功能元件中是必需的［13］。隨著高通量測序技術(shù)的快速發(fā)展，RNA測序(RNA-seq)將是轉(zhuǎn)錄組學(xué)中一個重要的技術(shù)手段。

RNA-seq技術(shù)是新崛起的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究技術(shù)［14］。該技術(shù)可以對數(shù)百萬個DNA分子同時進(jìn)行測序［15］，這使得對一個物種的轉(zhuǎn)錄組或基因組進(jìn)行細(xì)致地分析成為可能［16］，是具有里程碑意義的技術(shù)。高通量測序有三大優(yōu)點(diǎn)，第一是其利用芯片測序可以在百萬個點(diǎn)上同時閱讀測序，第二是其具有完美的定量功能，第三是價格低廉［15］。早有較多學(xué)者還基于RNA-Seq技術(shù)用來研究不同基因的差異表達(dá)。Zhang等［17］以水稻(Oryza sativa)愈傷組織、根尖、莖尖等為材料進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序，Jiao等［18］使用高通量測序分析玉米(Zea mays)葉片的轉(zhuǎn)錄組，均十分成功。

為了從分子水平理解苜蓿根蘗性狀的發(fā)生機(jī)制，本研究對苜蓿根蘗部位與非根蘗部位進(jìn)行了RNA-Seq測序，對與根系相關(guān)差異表達(dá)基因進(jìn)行生物學(xué)信息分析，希望從分子角度把握與根蘗發(fā)生性狀的基因。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1材料和主要試劑

試驗(yàn)材料選用品種品系為“BL-101”的根蘗型苜蓿，于根糵性狀表達(dá)最明顯的生育期進(jìn)行取樣，植株年齡為3年?！癇L-101”品系是一種新品系，種植于北京林業(yè)大學(xué)草業(yè)科學(xué)系順義苜蓿試驗(yàn)基地，為單株種植。采用混合取樣，分別挖取5株表現(xiàn)出根蘗性狀植株的根蘗芽和根蘗節(jié)之間的部分與未表現(xiàn)根蘗性狀的植株的水平根。

主要試劑為PolyA Tracted mRNA Isolation System 3 (Promega公司)、Clontech PCR-SelectTM cDNA Subtraction Kit(北京科百奧生物技術(shù)有限公司)和Trizol Reagent (天根生化公司)，其余的化學(xué)試劑是國產(chǎn)的分析純。

分別提取根蘗性狀與非根蘗性狀根部的總RNA來構(gòu)建轉(zhuǎn)錄組基因文庫，然后進(jìn)行測序，對龐大的表達(dá)上下調(diào)的基因表達(dá)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，通過生物信息學(xué)分析確定基因功能，找到與根蘗性狀發(fā)生的基因。

1.2試驗(yàn)方法

本試驗(yàn)采用Trizol試劑方法提取苜蓿根部總RNA，使用1%瓊脂糖凝膠電泳和分光光度計檢測RNA的濃度和純度。采用磁珠法分離mRNA，以mRNA為模板，用六堿基隨機(jī)引物合成第1條cDNA鏈，隨后加入緩沖液、RNase、dNTPs和DNA polymeraseⅠ雙鏈cDNA鏈。經(jīng)試劑盒純化并加EB緩沖液洗脫之后做末端修復(fù)并加Poly(A)連接測序接頭，回收目的片段進(jìn)行PCR擴(kuò)增，獲得完整文庫。采用高通量測序方法進(jìn)行測序。通過BLAST等［19-20］網(wǎng)站、Gene Ontology［21-22］功能顯著性富集分析以及DNAMAN生物信息學(xué)軟件對基因序列檢測并進(jìn)行生物信息學(xué)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1表達(dá)差異的下調(diào)基因

在根蘗與非根蘗測序后，表達(dá)下調(diào)的基因及其表達(dá)差異倍數(shù)、同源性比對如表1所示。

得到差異表達(dá)量最高的是細(xì)胞色素和硫氧還蛋白。將上述表達(dá)下調(diào)的基因按參與生物過程分類，差異表達(dá)基因中其中9個為未知的功能基因，其他已知功能基因中主要包括硫氧還蛋白、蛋白激酶、天冬酰胺合成酶、依賴ATP的蛋白質(zhì)和脂氧合酶等。差異表達(dá)顯著的功能為8類，大部分基因功能與抗逆性、信號傳導(dǎo)有關(guān)，具體如表2所示。

續(xù)表1

表2 表達(dá)下調(diào)基因的差異基因主要功能分類Table 2 Classification of gene function in difference cut genes expression

2.2 5個下調(diào)基因的生物學(xué)分析

通過Blast基因功能分析，29個下調(diào)基因，得出可能與根系生長有關(guān)的基因有5個，基因ID分別為gnl|UG|Mtr#S7095310，gnl|UG|Mtr#S5424404，gnl|UG |Mtr#S5372550，gnl|UG|Mtr#S5343205和gnl|UG|Mtr #S5342067。將這5個與根蘗相關(guān)的表達(dá)下調(diào)基因通過同源性對比和生物信息學(xué)分析從而推測其功能。

2.2.1 gnl|UG|Mtr#S7095310基因的序列分析與功能預(yù)測 通過美國國立生物技術(shù)信息中心(National Center for Biotechnology Information，NCBI)網(wǎng)站的Blastx比對功能，基因gnl|UG|Mtr#S7095310同源性分別與鷹嘴豆、菜豆、大豆、蒺藜苜蓿、牽?；?、麻風(fēng)樹相同，同源百分比為37% (表3)。且運(yùn)用DNAMAN軟件將目的基因與這些基因進(jìn)行比對，總體相似度為69.15%，該基因?qū)儆贚on蛋白酶基因家族。此外對目的基因進(jìn)行蛋白結(jié)構(gòu)域分析，結(jié)果也表明其為Lon蛋白酶。Lon蛋白酶是一類依賴ATP的絲氨酸蛋白酶，廣泛分布于原核生物和真核生物的絲氨酸類型蛋白酶，屬于AAA蛋白酶超家族。

2.2.2 gnl | UG | Mtr#S5372550基因的序列分析與功能預(yù)測 通過NCBI網(wǎng)站的Blastx比對功能，對gnl|UG| Mtr#S5372550基因進(jìn)行同源性對比，同源性最高的是豌豆、蒺藜苜蓿和鷹嘴豆，其次是長喙田菁、菜豆、大豆、麻風(fēng)樹(表4)。運(yùn)用DNAMAN軟件將目的基因與這些基因進(jìn)行比對，總體相似度為70.14%。在上述植物中同源性較高的都是果膠酯酶，但是利用InterProScan軟件對其基因編碼的蛋白結(jié)構(gòu)域進(jìn)行分析，結(jié)果表明，該基因?qū)儆贚on蛋白酶家族和依賴ATP的蛋白酶，即與基因gnl| UG| Mtr# S7095310的功能相類似。

表3 gnl|UG|Mtr#S7095310基因Blastx同源性對比分析Table 3 Homology comparison analysis of gnl|UG|Mtr# S7095310 gene

表4 gnl|UG|Mtr#S5372550基因Blastx同源性對比分析Table 4 Homology comparison analysis of gnl|UG|Mtr# S5372550 gene

2.2.3 gnl|UG|Mtr#S5424404基因的序列分析與功能預(yù)測 通過NCBI網(wǎng)站的Blastx比對功能，對gnl| UG|Mtr#S5424404基因進(jìn)行同源性對比，與鷹嘴豆、大豆、菜豆、可可樹、碧桃、梅的同源性均為49% (表5)，其中在可可樹中發(fā)現(xiàn)為ACT結(jié)構(gòu)域。其屬于一種肌動蛋白，保守性很高，由377個氨基酸殘基組成。且運(yùn)用DNAMAN軟件將目的基因進(jìn)行與上述基因比對，總體的相似性為67.23%，同時利用InterProScan軟件對其基因編碼的蛋白結(jié)構(gòu)域進(jìn)行分析，進(jìn)一步證實(shí)了該基因?qū)儆贏CT基因家族。

2.2.4 gnl | UG | Mtr#S5343205基因的序列分析與功能預(yù)測 通過NCBI網(wǎng)站的Blastx比對功能，對gnl|UG| Mtr#S5343205基因進(jìn)行同源性對比，與蒺藜苜蓿、鷹嘴豆、大豆、菜豆、野生大豆的同源性均在52%～57%(表6)，且?guī)缀踉谒蟹N類中該基因均是硫氧還蛋白。其分子量約為12 kD，具有一個保守的活性中心Trp-Cys-Gly(Ala) -Pro-Cys［23］。且運(yùn)用DNAMAN軟件將目的基因進(jìn)行與上述基因比對，總體的相似性為79.31%，同時利用InterProScan軟件對其基因編碼的蛋白結(jié)構(gòu)域進(jìn)行分析，也同樣證實(shí)了該基因編碼的蛋白是硫氧還蛋白。

2.2.5 gnl | UG | Mtr#S5342067基因的序列分析與功能預(yù)測 通過NCBI網(wǎng)站的Blastx比對功能，對gnl|UG|Mtr#S5342067基因進(jìn)行同源性對比，與蒺藜苜蓿、鷹嘴豆、大豆、菜豆的同源性均在72%～96% (表7)，且?guī)缀踉谒蟹N類中該基因均是脂氧合酶。分子質(zhì)量范圍一般在90 000～100 000，是由酶蛋白由單肽鏈組成的一種含非血紅素鐵蛋白的氧合酶，屬氧化還原酶［24］。且運(yùn)用DNAMAN軟件將目的基因進(jìn)行與上述基因比對，總體的相似性為69.64%，同時利用InterProScan軟件對該基因編碼的蛋白結(jié)構(gòu)域進(jìn)行分析，也同樣證實(shí)了該基因編碼的蛋白是脂氧合酶。

表5 gnl|UG|Mtr# 5424404基因Blastx同源性對比分析Table 5 Homology comparison analysis of gnl|UG|Mtr# S5424404 gene

表6 gnl|UG|Mtr# 5343205基因Blastx同源性對比分析Table 6 Homology comparison analysis of gnl|UG|Mtr# S5343205 gene

2.3 Lon蛋白酶基因在植物中的功能

Lon蛋白酶是一類依賴ATP的蛋白酶家族，分子量約為106 kDa。它是細(xì)菌和線粒體中的Lon蛋白酶的同系物，可以形成有活性的同質(zhì)寡聚復(fù)合體。Lon蛋白酶屬于AAA+超家族［25］。Lon蛋白酶活性對于維持細(xì)胞體內(nèi)平衡、蛋白質(zhì)控制和代謝調(diào)控起著重要作用［26］。李笑一［27］指出擬南芥(Arabidopsis thaliana)中有4個編碼Lon的基因，其中Lon1既定位于線粒體又定位于葉綠體，在線粒體中其主要功能是響應(yīng)三羧酸循環(huán)中復(fù)合物Ⅱ與復(fù)合物Ⅳ的酶的活性，Lon4突變體對干旱脅迫和高鹽脅迫均比野生型敏感，此外，Lon4蛋白酶可能參與ABA信號途徑中的蛋白降解。

2.4 ACT基因在植物中的功能

肌動蛋白是由一條肽鏈組成的球形蛋白質(zhì)，有兩個結(jié)構(gòu)域，分子量在43 000 bp左右。通過研究過ActS/ActR雙組份系統(tǒng)酸調(diào)節(jié)基因的功能分析，確定了其可以調(diào)節(jié)苜蓿中華根瘤菌對酸性環(huán)境的適應(yīng)［28］。此外，植物生長過程中控制向性生長的機(jī)理目前還不是很清楚，但是有研究表明，淀粉粒與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與植物向性生長有關(guān)，且細(xì)胞質(zhì)的流動對淀粉粒的沉積影響很大，因此植物微絲對植物細(xì)胞感受重力起了重要的作用［29］，從而得出植物肌動蛋白(ACT)在生理功能上可能影響和控制植物的向性生長。在生長著的擬南芥根毛中，細(xì)胞核與頂點(diǎn)的距離是固定的，是細(xì)胞核頂端的肌動蛋白束阻止了其向頂端移動［30］，因此，肌動蛋白在根系生長過程中促進(jìn)根毛伸長生長，是細(xì)胞頂端生長的動力。此外，仍有研究表明，在擬南芥中編碼肌動蛋白的相關(guān)基因發(fā)生突變，則擬南芥的根毛細(xì)胞變得彎曲［31］，進(jìn)一步證明植物肌動蛋白表達(dá)量若下調(diào)，導(dǎo)致根毛的垂直生長和頂端生長，從而可能導(dǎo)致根系側(cè)根或根蘗節(jié)的發(fā)生。

2.5硫氧還蛋白在植物中的功能

硫氧還蛋白(Thioredoxin，Trx)是一類廣泛存在于動物、植物以及細(xì)菌細(xì)胞的低分子量的蛋白質(zhì)，分子量約為12 kD［23］。蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了很多線粒體中硫氧還蛋白的潛在靶標(biāo)，但是它們具體在植物不同部位所起的作用仍然不是很清楚。劉東等［32］指出硫氧還蛋白對植物自交不親合過程起調(diào)控作用。在葉綠體中，硫氧還蛋白是參與并且調(diào)節(jié)植物光合作用［33］。在植物抗逆性方面，許多學(xué)者已經(jīng)通過試驗(yàn)驗(yàn)證硫氧還蛋白的Trx部分通過生化反應(yīng)對植物抗逆性進(jìn)行調(diào)控。細(xì)胞內(nèi)的氧化還原狀態(tài)是決定植物抵御生物和非生物脅迫的一個重要指標(biāo)，而Trx部分就是通過自身的氧化還原反應(yīng)來進(jìn)行調(diào)節(jié)的。夏德習(xí)等［34］利用擬南芥通過轉(zhuǎn)基因試驗(yàn)得出植物體內(nèi)的硫氧還蛋白不僅自身具有抗逆境脅迫能力，同時，還可以通過對抗逆基因的表達(dá)的調(diào)控來起作用，在植物的抗逆系統(tǒng)中起較重要的作用。

2.6脂氧合酶在植物中的功能

脂氧合酶(LOX)是植物體內(nèi)一種同工酶，在植物的生長發(fā)育及抵御機(jī)械傷害、病蟲侵染等逆境過程起到重要的調(diào)節(jié)作用［24］。此外，LOX在植物生理功能中對植物的生長衰老、抗病反應(yīng)都有一定的作用。植物L(fēng)OX的生理功能是為植物激素提供合成前體物如茉莉酸(JA)等［35］，其代謝產(chǎn)物中含有對細(xì)胞膜具有一定的破壞作用的活性氧和氧自由基，因而參與植物的衰老和抗病性過敏壞死反應(yīng)［36-37］。此外，LOX對植物的衰老起著非常重要的作用，LOX過氧化產(chǎn)物可導(dǎo)致組織衰老，運(yùn)作機(jī)制主要包括抑制葉綠體的光化學(xué)活性、促進(jìn)合成蛋白質(zhì)酶類的失活［24］。脂氧合酶除了與植物的衰老有關(guān)，也是植物抗逆境脅迫的重要酶。研究表明，當(dāng)植物體要面臨許多環(huán)境脅迫因素，如缺水、病原感染、高溫或低溫、氧脅迫和紫外輻射等都可誘導(dǎo)單個或多個LOX基因的響應(yīng)表達(dá)，LOX在植物抗逆性等方面起著重要作用［38］。且已有研究表明，在動、植物受到環(huán)境脅迫而產(chǎn)生的誘導(dǎo)響應(yīng)中，脂氧合酶(Lipoxy genase)扮演重要的角色［39-40］。

3 討論與結(jié)論

苜蓿根蘗性狀是遺傳和環(huán)境相互作用的結(jié)果［2］。在遺傳性方面，根蘗性狀則屬復(fù)雜的數(shù)量性狀，遺傳力較低環(huán)境對根蘗性狀的影響較大［41］。為了全面具體了解分子機(jī)制上苜蓿發(fā)生根蘗性狀的機(jī)理，本研究采取苜蓿根蘗部位與非根蘗部位進(jìn)行RNA-Seq技術(shù)分析，發(fā)現(xiàn)差異基因15 978個，其中在表達(dá)上調(diào)的基因中，經(jīng)王曉娜［42］分析得出有兩個是參與根系生長的，該基因?qū)儆贏P2家族的RAV轉(zhuǎn)錄因子，其對赤霉素的誘導(dǎo)發(fā)生響應(yīng)，使轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)，進(jìn)而通過生化反應(yīng)使相關(guān)蛋白質(zhì)合成。下調(diào)的基因有5個，為本研究的重點(diǎn)，其分別屬于Lon蛋白酶家族，植物肌動蛋白家族硫氧還蛋白和脂氧合酶(表8)。

表8 參與苜蓿根系生長調(diào)控的表達(dá)量下調(diào)的基因分析表Table 8 Analysis of down regulated gene related with alfalfa root growth regulation

脫落酸(ABA)作為一種重要的脅迫激素的觀點(diǎn)已被人們廣泛接受［43］。研究證實(shí)，植株在干旱情況下，會啟動脫落酸合成系統(tǒng)，根部ABA累積是一種主要的信號物質(zhì)，經(jīng)木質(zhì)部的傳導(dǎo)到達(dá)葉片，通過一系列生化反應(yīng)使蒸騰作用減少［44］。此外，高菲和張金鵬［45］測出根蘗型苜蓿的脫落酸(ABA)的含量高于非根蘗型苜蓿，從而推測ABA的含量與根蘗發(fā)生的程度有關(guān)，且根系中GA和ABA的含量與根系水平根總量呈正相關(guān)［46］。Lon蛋白酶的存在使植物對于干旱脅迫和高鹽脅迫更加敏感，并且參與ABA信號途徑的降解，使植物根系A(chǔ)BA含量降低。因此，苜蓿發(fā)生根蘗性狀時，一般是在環(huán)境較干旱時發(fā)生的，由ABA的誘導(dǎo)作為外界刺激產(chǎn)生信號，導(dǎo)致編碼Lon蛋白的基因表達(dá)下調(diào)，有助于苜蓿在干旱情況下發(fā)生根蘗性狀，且ABA在根系的積累通過生物過程提高了植株的抗旱性。

編碼植物肌動蛋白的基因在根蘗性狀中的表達(dá)量下調(diào)。肌動蛋白在生理功能上可以感受重力方向，與植物向性生長有很大關(guān)系，也控制頂端生長優(yōu)勢。苜蓿發(fā)生根蘗性狀時根系編碼植物肌動蛋白的基因表達(dá)下降，從而控制植物根系向地下生長的能力下降，有利于植株根系產(chǎn)生較多水平側(cè)根，從而可以進(jìn)一步產(chǎn)生根蘗性狀。此外，植物肌動蛋白的下降使根系的頂端優(yōu)勢現(xiàn)象減弱，同樣也利于根蘗性狀側(cè)根的生長發(fā)育。

硫氧還蛋白和脂氧合酶都是與植物抗逆性有關(guān)的，且他們具有調(diào)控與抗逆性有關(guān)的基因的表達(dá)，而這兩個基因的表達(dá)量的下降使植物根系抗逆性的能力下降，從而進(jìn)一步加強(qiáng)了植物中ABA的積累，促使植物根系產(chǎn)生根蘗性狀。

綜上所述，參與苜蓿根蘗性狀調(diào)控表達(dá)基因，有受到植物根部內(nèi)源激素脫落酸的誘導(dǎo)。且根蘗性狀是由于受到生長過程中各種外界因素的影響以及內(nèi)部多個基因的響應(yīng)和調(diào)控，從而通過內(nèi)源激素的變化完成的。通過Lon蛋白酶家族、植物肌動蛋白、硫氧還蛋白和脂氧合酶表達(dá)量的下降調(diào)控根蘗性狀的發(fā)生。

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(責(zé)任編輯 王芳)

The down regulated genes related with creeping-rooted characteristics of alfalfa based on the RNA-seq

Guo Yun1，Wang Tie-mei1，2
(1.College of Forestry，Beijing Forestry University，Beijing 100083，China; 2.Grassland Resources and Ecology Research Center of Beijing Forestry University，Beijing 100083，China)

In order to understand the mechanism of alfalfa creeping-rooted characteristics at the molecular level，the transcriptome library of non creeping-rooted parts and the creeping-rooted parts of alfalfa variety“BL-101”with creeping-rooted characteristics were constructed and the differentially expressed genes and their functions were analyzed.The results showed that there were totally 15 978 differentially expressed genes，including five down regulated genes involved in the biological rooting processes.For these 5 genes，2 genes belonged to Lon protease family which associated with the regulation of plant hormone ABA and the other 3 genes belong to plant actin protease family，thioredoxin and lipoxygenase，respectively.These results could provid the theory basis to understand the molecular mechanism of creeping-rooted characteristics.

alfalfa; root growth; information biology; ABA

Wang Tie-mei E-mail: alfalfa@126.com

S551+.703; Q943.2

A

1001-0629(2016) 1-0075-11*

10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0266

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2015-05-08 接受日期: 2015-10-09

國家自然科學(xué)基金——基于RNA-seq技術(shù)的苜蓿根蘗性狀發(fā)生分子機(jī)制研究(31201843) ;北京林業(yè)大學(xué)校級大學(xué)生創(chuàng)新項目——基于RNA-seq技術(shù)的苜蓿根蘗性狀發(fā)生分子機(jī)制的研究(X201410022009)

郭云(1993-)，女，浙江嘉興人，在讀本科生，主要從事牧草種質(zhì)資源研究。E-mail: guoyun199310@163.com

王鐵梅(1981-)，女，四川內(nèi)江人，講師，博士，主要從事牧草遺傳資源與育種。E-mail: alfalfa@126.com