水稻幼穗響應(yīng)鹽脅迫的轉(zhuǎn)錄組分析

吳孚桂 劉慧芳 聶佳俊 韋云飛 馬啟林

摘 ?要：鹽脅迫是影響作物生長(zhǎng)發(fā)育的重要環(huán)境因素之一。鑒定水稻耐鹽新基因以及揭示其可能的機(jī)制并應(yīng)用于新種質(zhì)創(chuàng)制和新品種選育，是提高水稻耐鹽性的重要途徑之一。本研究以實(shí)驗(yàn)室自主選育的耐鹽性不同的水稻品系58M和58L為材料，用0.6% NaCl處理0、6、24 h后收集水稻的幼穗，并進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以0 h的幼穗為對(duì)照，58M品系在鹽脅迫6 h后檢測(cè)到表達(dá)上調(diào)基因1483個(gè)，下調(diào)基因1085個(gè);鹽脅迫24 h后上調(diào)基因937個(gè)，下調(diào)基因459個(gè)。58L品系在鹽脅迫6 h后有931個(gè)基因上調(diào)，2614個(gè)下調(diào)基因;鹽脅迫24 h后有930個(gè)基因上調(diào)，1299個(gè)下調(diào)基因。通過(guò)韋恩圖分析發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫6 h后有178個(gè)基因在58M品系中上調(diào)，在58L中下調(diào);鹽脅迫24 h后有30個(gè)基因在58M品系中上調(diào)，在58L中下調(diào)。將這208個(gè)目標(biāo)基因進(jìn)行GO功能富集分析與KEGG pathway分析，GO分析發(fā)現(xiàn)，這些差異基因在生物學(xué)過(guò)程、細(xì)胞組分和分子功能3個(gè)主類中，分別占40.43%、31.56%和28.01%;KEGG Pathway分析結(jié)果表明，這些差異基因顯著富集的通路包括二萜類生物合成、氨基酸糖與核苷酸糖代謝、苯丙烷生物合成、生物素代謝、代謝通路、次生代謝產(chǎn)物的生物合成、α-亞麻酸代謝、脂肪酸生物合成和不飽和脂肪酸的生物合成等。另外，通過(guò)對(duì)目標(biāo)基因的挖掘共發(fā)現(xiàn)5個(gè)重要的轉(zhuǎn)錄因子。本研究通過(guò)水稻幼穗轉(zhuǎn)錄組分析，為研究幼穗耐鹽分子機(jī)制提供參考。

關(guān)鍵詞：水稻;幼穗發(fā)育;鹽脅迫;轉(zhuǎn)錄組;轉(zhuǎn)錄因子

中圖分類號(hào)：S511 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： Salt stress is one of the important environmental factors affecting crop growth and development. Identifying new salt tolerance genes and revealing their possible mechanisms and applying them to the creation of new germplasm and the selection of new varieties is one of the important ways to improve the salt tolerance of rice. In this study， 58M and 58L strains with different salt tolerance independently selected by the laboratory were used as experimental mate-rials. The young panicles of rice were collected after treatment with 0.6% NaCl for 0， 6 and 24 h， and the transcriptome sequencing study was conducted. The results showed that with 0 h young ears as the control， the 58M strain detected 1483 genes up-regulated and 1085 genes down-regulated after 6 h salt stress; 937 genes were up-regulated and 459 were down-regulated after 24 h salt stress. In the 58L strain， 931 genes were up-regulated and 2 614 were down-regulated after 6 h salt stress; 930 were up-regulated and 1 299 were down-regulated after 24h salt stress. Through the Venn diagram analysis， it was found that 178 genes were up-regulated in 58M strains and down-regulated in 58L after 6h salt stress; 30 genes were up-regulated in 58M and down-regulated in 58L after 24 h salt stress. These 208 target genes were subjected to GO function enrichment analysis and KEGG pathway analysis. GO analysis found that these differential genes accounted for 40.43%， 31.56% and 28.01% respectively， in the three main categories of biological process， cellular component and molecular function; KEGG Pathway analysis results showed that the pathways of these differential genes were significantly enriched include diterpene biosynthesis， amino acid sugar and nucleotide sugar metabolism， phenylpropane biosynthesis， biotin metabolism， metabolic pathways， biosynthesis of secondary metabolites， α-linolenic acid metabolism， fatty acid biosynthesis and biosynthesis of unsaturated fatty acids etc. In addition， a total of five important transcription factors were discovered through the mining of target genes. This study would provide a reference for studying the molecular mechanism of salt tolerance in young panicles through transcriptome analysis of rice young panicles.

Keywords： rice; young panicle development; salt stress; transcriptome; transcription factor

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.05.011

水稻（Oryza sativa L.）作為世界上主要的糧食作物之一，養(yǎng)活將近世界1/2的人口，在世界糧食生產(chǎn)和廣大消費(fèi)糧食作物中占據(jù)著重要位置。鹽脅迫是導(dǎo)致水稻減產(chǎn)的重要環(huán)境因素之一，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致植株死亡，直接影響水稻生產(chǎn)的穩(wěn)定性[1-2]。世界上現(xiàn)有鹽堿地約9.6×109 hm2，僅中國(guó)就有1×109 hm2左右，約占整個(gè)世界鹽堿地的10%[3]，中國(guó)稻田受鹽分侵害的面積約占可耕種面積的1/5[4]。采用合適的水土管理技術(shù)和化學(xué)改良劑雖然能夠減緩鹽分對(duì)水稻的侵害，但是因其耗資大、見(jiàn)效少而無(wú)法大規(guī)模推廣[4]。因此，對(duì)水稻耐鹽性開展深入研究，增強(qiáng)水稻的耐鹽性，選育耐鹽的水稻品種，是確保鹽堿地區(qū)糧食安全和改善生態(tài)環(huán)境的有效途徑。

幼穗分化發(fā)育是水稻產(chǎn)量形成過(guò)程中一個(gè)極其關(guān)鍵的時(shí)期，也是水稻對(duì)鹽脅迫最為敏感的時(shí)期[5]。整個(gè)幼穗分化分為2個(gè)階段，前半段主要是穎花的發(fā)育，這個(gè)階段是決定每穗總穎花數(shù)多少的關(guān)鍵時(shí)期，總穎花數(shù)不足時(shí)，即便是擁有再高的結(jié)實(shí)率，也不能達(dá)到所期望的產(chǎn)量;后半段是穎花能否正常發(fā)育及花粉形成的時(shí)期，是決定穎花是否退化和花粉育性的關(guān)鍵時(shí)期，影響最終的穗粒數(shù)和結(jié)實(shí)率[6]。要想獲得高產(chǎn)，在幼穗發(fā)育過(guò)程中，增加每穗穎花數(shù)，減少穎花退化和提高結(jié)實(shí)率是關(guān)鍵。目前，對(duì)于鹽脅迫對(duì)水稻幼穗發(fā)育的影響知之甚少，探明水稻幼穗分化發(fā)育對(duì)鹽脅迫的敏感時(shí)期、耐受程度、在鹽脅迫條件下的形態(tài)和生理變化規(guī)律以及耐鹽相關(guān)基因的表達(dá)差異，對(duì)于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)水稻耐鹽機(jī)理，培育耐鹽水稻品種和指導(dǎo)鹽堿地水稻生產(chǎn)都具有重要的理論和實(shí)踐意義。

本研究采用高通量測(cè)序方法——轉(zhuǎn)錄組測(cè)序（RNA-Seq）技術(shù)對(duì)水稻幼穗進(jìn)行了研究，增加了幼穗在鹽脅迫條件下抗性形成機(jī)理的認(rèn)識(shí)，為后續(xù)進(jìn)行幼穗的耐鹽性研究提供理論基礎(chǔ)。另一方面，通過(guò)對(duì)鹽脅迫下幼穗中差異基因的分析，能夠加速幼穗中耐鹽新基因以及與耐鹽相關(guān)基因的鑒定，對(duì)其可能的機(jī)制進(jìn)行研究分析，為水稻種質(zhì)創(chuàng)新和新品種的選育工作提供了相關(guān)的理論依據(jù)。

1 ?材料與方法

1.1 ?材料

水稻品系58M（耐鹽性較強(qiáng)）和58L（耐鹽性一般），是海南大學(xué)熱帶作物學(xué)院實(shí)驗(yàn)室從同一個(gè)誘變?nèi)后w中篩選得到的性狀穩(wěn)定且耐鹽性不同的2個(gè)新水稻品系。

1.2 ?方法

1.2.1 ?鹽脅迫處理 ?選取水稻品系58M和58L的飽滿種子，在培養(yǎng)皿中發(fā)芽后播種于海南大學(xué)熱帶作物學(xué)院農(nóng)科基地中的水稻池中。待秧苗長(zhǎng)到4片葉左右將其進(jìn)行盆栽，盆的規(guī)格為直徑30 cm，高40 cm，每盆4株，共48盆。在幼穗分化階段剝檢幼穗，觀察幼穗長(zhǎng)到2 cm左右時(shí)進(jìn)行鹽脅迫處理，鹽濃度為0.6%，分別在鹽處理后0、6、24 h取樣，剝檢符合要求（幼穗長(zhǎng)2 cm左右）的幼穗，放入液氮中速凍，隨后放入?80 ℃保存?zhèn)溆茫袕V州基迪奧生物科技有限公司完成RNA的提取、質(zhì)控、建庫(kù)及Illumina HiSeq?TM 6000測(cè)序工作，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)取樣都進(jìn)行3次重復(fù)。

1.2.2 ?數(shù)據(jù)組裝 ?為了保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，在信息分析之前要對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)過(guò)濾，以減少無(wú)效數(shù)據(jù)帶來(lái)的分析干擾。將下機(jī)的原始數(shù)據(jù)過(guò)濾剔除質(zhì)量較低與拼接處的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)比對(duì)剔除高質(zhì)量數(shù)據(jù)中包含rRNA的數(shù)據(jù);之后將過(guò)濾完rRNA的數(shù)據(jù)與參考基因組進(jìn)行序列比對(duì)，再進(jìn)行轉(zhuǎn)錄本重構(gòu)，最后得到所有的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。

1.2.3 ?GO注釋及Pathway分析 ?利用Deseq 2軟件對(duì)差異基因進(jìn)行篩選，篩選的標(biāo)準(zhǔn)為|log2FC|>1和FDR<0.05，最后將篩選得到符合要求的差異基因進(jìn)行GO功能注釋和KEGG Pathway分析。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?測(cè)序質(zhì)量分析

利用Illumina HiSeqTM 6000進(jìn)行測(cè)序，為了保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，在分析前對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，去掉接頭和低質(zhì)量的序列，從表1可見(jiàn)，每個(gè)樣品最后得到4000～7000萬(wàn)條Clean Data。從整體上看，Q20為97.34%～98.10%，Q30為92.77%～ 94.40%，GC含量為53.87%～55.77%，不確定堿基比例都為0。表明整體測(cè)序質(zhì)量良好，數(shù)據(jù)可用于后續(xù)生物信息學(xué)分析。

2.2 ?樣本關(guān)系分析

從圖1中可知，相同處理測(cè)序樣品間距離較近，不同處理及品種間樣品基因表達(dá)水平存在明顯差異，距離較遠(yuǎn)。根據(jù)重復(fù)性分析結(jié)果，相同處理樣品間Pearson相關(guān)系數(shù)極高（>0.99）說(shuō)明相同處理測(cè)序樣品間重復(fù)性高，系統(tǒng)誤差較小，結(jié)果可信度極高。

2.3 ?樣品差異基因表達(dá)情況

對(duì)鹽脅迫0、6、24 h后58M和58L品系幼穗的差異基因（differential-expressed genes，DEGs）根據(jù)FDR與log2FC的值進(jìn)行篩選（篩選條件為FDR<0.05且|log2FC|>1），并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，以0 h的幼穗為對(duì)照，58M品系在鹽脅迫6 h后檢測(cè)到表達(dá)量發(fā)生改變的基因?yàn)?568個(gè)，其中在鹽脅迫響應(yīng)中表達(dá)上調(diào)基因1483個(gè)，表達(dá)下調(diào)基因1085個(gè);鹽脅迫24 h后有1396個(gè)基因表達(dá)量發(fā)生了改變，其中有937個(gè)上調(diào)基因，459個(gè)下調(diào)基因（圖2）。58L品系在鹽脅迫6 h后有931個(gè)基因上調(diào)，2614個(gè)下調(diào)基因;鹽脅迫24 h后有930個(gè)上調(diào)基因，1299個(gè)下調(diào)基因。將58M品系鹽脅迫6 h的上調(diào)基因與58L品系鹽脅迫6h后的下調(diào)基因?qū)Ρ群蟀l(fā)現(xiàn)有178個(gè)共同基因，同樣將鹽脅迫24 h后58M上調(diào)基因與58L下調(diào)基因?qū)Ρ群蟀l(fā)現(xiàn)有30個(gè)共同基因。

2.4 ?目標(biāo)基因的GO功能富集分析

將得到的208個(gè)目標(biāo)基因進(jìn)行GO功能富集分析能夠確定這些差異基因的主要生物學(xué)功能。根據(jù)不同的功能分為生物學(xué)過(guò)程、細(xì)胞組分和分子功能3個(gè)主類，分別占40.43%、31.56%和28.01%，由此可以看出大多數(shù)的差異基因與一些生物學(xué)功能具有顯著的相關(guān)性。將目標(biāo)基因進(jìn)行GO功能注釋分析，發(fā)現(xiàn)這些差異基因在參與生物學(xué)過(guò)程方面主要集中在細(xì)胞過(guò)程、代謝過(guò)程、單有機(jī)體過(guò)程等方面;在細(xì)胞組分中，差異基因參與的生物學(xué)功能主要包括細(xì)胞部分、細(xì)胞、細(xì)胞器等;在分子功能中，差異基因主要集中在催化活性、結(jié)合、轉(zhuǎn)導(dǎo)活性和結(jié)構(gòu)分子活性等方面（圖3）。

2.5 ?目標(biāo)基因的KEEG代謝途徑富集分析

為了準(zhǔn)確分析幼穗發(fā)育過(guò)程中體內(nèi)響應(yīng)鹽脅迫代謝通路發(fā)生的變化，對(duì)目標(biāo)差異基因進(jìn)行KEGG分類統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)有35個(gè)基因得到注釋，涉及32個(gè)Pathway（圖4）。這些差異基因顯著富集的通路，主要是二萜類生物合成（ko00904）、氨基酸糖與核苷酸糖代謝（ko00520）、苯丙烷生物合成（ko00940）、生物素代謝（ko00780）、代謝通路（ko01100）、次生代謝產(chǎn)物的生物合成（ko01110）、α-亞麻酸代謝（ko00592）、脂肪酸生物合成（ko00061）和不飽和脂肪酸的生物合成（ko01040）等。

2.6 ?目標(biāo)基因轉(zhuǎn)錄因子分析

對(duì)目標(biāo)差異基因中的轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行了分析，并以0 h時(shí)的幼穗為對(duì)照，對(duì)鹽脅迫6 h和24 h時(shí)轉(zhuǎn)錄因子在各品系幼穗中的表達(dá)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，在鹽脅迫下的目標(biāo)差異基因中有5個(gè)轉(zhuǎn)錄因子差異表達(dá)（表2）。其中NAC家族有2個(gè)、MYB家族2個(gè)、bHLH家族1個(gè)。鹽脅迫下，這些轉(zhuǎn)錄因子在58M品系幼穗中短期內(nèi)都呈現(xiàn)出顯著上調(diào)的趨勢(shì)，上調(diào)比例最高達(dá)273.55%，然而在58L品系幼穗中短期內(nèi)其表達(dá)被抑制的效果明顯，下調(diào)比例最高達(dá)到了73.68%。

3 ?討論

植物響應(yīng)逆境脅迫的調(diào)控機(jī)制十分復(fù)雜，當(dāng)細(xì)胞感受到鹽脅迫時(shí)，會(huì)將信號(hào)傳遞給相應(yīng)的受體，繼而控制與之相關(guān)基因表達(dá)和生理反應(yīng)，同時(shí)在轉(zhuǎn)錄和翻譯等水平作出應(yīng)答[7]。當(dāng)前對(duì)水稻幼穗在鹽脅迫下耐鹽機(jī)制的研究甚少，因此，對(duì)鹽脅迫下水稻幼穗材料進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組水平測(cè)序分析，能夠快速準(zhǔn)確地篩選出幼穗中的耐鹽以及耐鹽相關(guān)基因的作用機(jī)制。本研究通過(guò)對(duì)耐鹽材料58M和不耐鹽材料58L鹽處理前后的水稻幼穗進(jìn)行測(cè)序，結(jié)果顯示各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求，不確定堿基比例為0。表明整體測(cè)序質(zhì)量良好。

在鹽脅迫下水稻植株內(nèi)相較于正常環(huán)境，會(huì)產(chǎn)生大量活性氧，從而導(dǎo)致膜脂過(guò)氧化加劇破壞細(xì)胞膜的生物學(xué)功能，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致細(xì)胞死亡[8]。在長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)化與自然選擇過(guò)程中，植物體內(nèi)已經(jīng)進(jìn)化出能夠適應(yīng)不利生活環(huán)境的清除活性氧的系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過(guò)氧化氫酶（catalase，CAT）、過(guò)氧化物酶（peroxidase，POD）以及谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶（glutathione S-transferase，GST）等氧化還原酶和氧化還原類物質(zhì)組成。研究發(fā)現(xiàn)，耐鹽水稻比鹽敏感水稻具有更強(qiáng)的清除活性氧能力，水稻葉片中的SOD、POD活性隨著鹽脅迫程度的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在一定鹽濃度范圍內(nèi)呈正相關(guān)趨勢(shì)[9-10]。在煙草中過(guò)量表達(dá)NtGST/GPX基因，對(duì)增加煙葉在鹽害環(huán)境中的抗逆性成效顯著[11]。本研究通過(guò)對(duì)鹽脅迫后的目標(biāo)基因的分析后發(fā)現(xiàn)，在鹽脅迫下，有3個(gè)編碼過(guò)氧化物酶的基因和2個(gè)編碼谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶的基因在58M幼穗體內(nèi)表達(dá)量上調(diào)，在58L品系中下調(diào)。由此推測(cè)，導(dǎo)致58M具有較強(qiáng)耐鹽性的原因，正是因?yàn)檫@些抗氧化酶在2個(gè)不同品系幼穗間的差異表達(dá)造成的。抗氧化系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，可以有效清除對(duì)水稻有害的活性氧，保護(hù)水稻膜系統(tǒng)，維持正常膜結(jié)構(gòu)與功能，增強(qiáng)在鹽脅迫環(huán)境中的耐受性。

在植物的生長(zhǎng)過(guò)程中，幾乎所有的生命活動(dòng)都受到激素的調(diào)控，其對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)也不例外。激素在植物體內(nèi)沒(méi)有明顯的專一性，通常一種激素可以對(duì)多個(gè)生理過(guò)程進(jìn)行調(diào)控，同時(shí)也存在多種激素共同調(diào)節(jié)同一生理過(guò)程的作用[12]。在鹽脅迫下的目標(biāo)基因中發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞分裂素合酶的基因在58M幼穗中上調(diào)，在58L中下調(diào)，推測(cè)細(xì)胞分裂素能夠促進(jìn)58M幼穗細(xì)胞的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，保證幼穗的正常發(fā)育，提高其在鹽脅迫條件中的耐受性。

在逆境生物學(xué)研究中，植物體內(nèi)鈣信號(hào)一直是學(xué)者們重點(diǎn)關(guān)注的研究熱點(diǎn)，其在植物逆境響應(yīng)和生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程調(diào)控中具有十分重要的意義[13]。當(dāng)植物受到不利環(huán)境的脅迫時(shí)，鈣離子下游的激酶，如鈣依賴蛋白激酶（calcium-dependent protein kinases，CDPKs）、鈣調(diào)素（calmodulin，CaM）和類鈣調(diào)素蛋白（calmodulin-like proteins，CMLs）等會(huì)被誘導(dǎo)表達(dá)。本研究發(fā)現(xiàn)，在鹽脅迫后的目標(biāo)基因中，有1個(gè)CDPKs基因在58M幼穗中表達(dá)上調(diào)，在58L中表達(dá)下調(diào);因此，推測(cè)在幼穗響應(yīng)鹽脅迫過(guò)程中鈣信號(hào)占據(jù)一定的地位，可能參與激活細(xì)胞內(nèi)的各種解毒相關(guān)基因。

植物體內(nèi)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（ATP-binding cassette transporter，ABC transporter）在調(diào)節(jié)氣孔功能、運(yùn)輸生長(zhǎng)素以及脂質(zhì)降解等方面中有著至關(guān)重要的作用[14]。研究發(fā)現(xiàn)，ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白在擬南芥體內(nèi)過(guò)量表達(dá)，能夠增強(qiáng)其抗干旱、抗鹽等非生物脅迫的能力[15]。本研究發(fā)現(xiàn)，在目標(biāo)基因中存在1個(gè)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因在58M中表達(dá)上調(diào)，58L中表達(dá)下調(diào)，說(shuō)明在幼穗響應(yīng)鹽脅迫過(guò)程中ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可能具有一定的作用。當(dāng)前，對(duì)于ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體在植物應(yīng)對(duì)逆境脅迫響應(yīng)的研究還相對(duì)較少，因此，加大對(duì)鹽脅迫下ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體運(yùn)輸機(jī)制和相關(guān)目的基因的研究，可能可以發(fā)現(xiàn)新的耐鹽機(jī)制或耐鹽相關(guān)基因，增加人們對(duì)耐鹽機(jī)理的認(rèn)識(shí)。

眾多研究表明，轉(zhuǎn)錄因子在植物對(duì)逆境脅迫的應(yīng)答過(guò)程中發(fā)揮重要的作用。目前已經(jīng)鑒定得到與耐鹽相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子家族包括 MYB、NAC、WRKY、AP2、ERF、bHLH、bZIP、C2H2等[16]，在植物體內(nèi)某些特定轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)量的變化能極大影響其適應(yīng)逆境的能力。NAC家族轉(zhuǎn)錄因子與植物對(duì)逆境脅迫的應(yīng)答反應(yīng)有著密切的聯(lián)系[17-18]。在鹽脅迫下，將水稻ONAC063基因轉(zhuǎn)化擬南芥發(fā)現(xiàn)，過(guò)量表達(dá)該基因能夠提高植株的耐鹽性?；虮磉_(dá)譜分析后發(fā)現(xiàn)，ONAC063基因過(guò)量表達(dá)后，能夠誘導(dǎo)其他耐鹽相關(guān)基因的表達(dá)，如淀粉酶基因AMY1[19]。MYB家族轉(zhuǎn)錄因子是對(duì)植物體內(nèi)存在對(duì)逆境響應(yīng)反應(yīng)數(shù)量及功能最多的轉(zhuǎn)錄因子家族之一，其在逆境脅迫中的調(diào)控具有十分關(guān)鍵的作用[20-21]。研究發(fā)現(xiàn)，MYB20屬于MYB家族成員之一，其編碼基因AtMYB20能夠通過(guò)抑制PP2Cs表達(dá)來(lái)增強(qiáng)抗鹽性[22]。通過(guò)調(diào)控與應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)基因的表達(dá)，TaMYB73增強(qiáng)了擬南芥在鹽分脅迫下的耐鹽性[23]。經(jīng)過(guò)鹽處理后，水稻幼穗中部分轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)量發(fā)生變化，且在不同品系中表達(dá)趨勢(shì)存在明顯的差別，說(shuō)明一些轉(zhuǎn)錄因子在參與幼穗響應(yīng)鹽脅迫過(guò)程中可能具有重要的功能。

4 ?結(jié)論

本研究采用濃度為0.6%的NaCl對(duì)幼穗進(jìn)行鹽脅迫，并利用RNA-seq技術(shù)對(duì)處理前后的幼穗材料進(jìn)行測(cè)序。通過(guò)對(duì)比不同品系、不同時(shí)刻鹽脅迫條件下的上調(diào)基因與下調(diào)基因的韋恩圖發(fā)現(xiàn)，有208個(gè)差異基因受到鹽脅迫時(shí)在58M品系幼穗體內(nèi)上調(diào)，在58L品系中下調(diào)，其中在鹽脅迫6 h時(shí)有178個(gè)，鹽脅迫24 h時(shí)有30個(gè)。將這些目標(biāo)基因通過(guò)GO功能富集分析與KEGG pathway，明確了差異基因富集途徑以及分子功能。同時(shí)這些目標(biāo)差異基因中轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)了5個(gè)重要的轉(zhuǎn)錄因子，其主要涉及NAC家族、MYB家族以及bHLH家族。這些基因能夠作為幼穗耐鹽研究中的功能基因，該研究為進(jìn)一步探討幼穗耐鹽分子機(jī)制和挖掘耐鹽關(guān)鍵基因提供了理論依據(jù)。

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責(zé)任編輯：崔麗虹