科研产出
基于转录组分析花生单粒精播与多粒穴播植株荚果产量差异的分子机制
《中国农业科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：[目的]在中国,为保证出苗率及播种质量,田间常采用多粒播种.然而,多粒穴播植株间的竞争往往限制了植株的生长和最终产量.为了解决这一矛盾,团队前期研究建立了单粒精准播种的高产栽培技术.单粒精播技术的节种作用和增产效果结合起来能够带来更大的效益,实现节本增效.挖掘不同种植方式花生叶片、根系及荚果中的差异表达基因,探讨单粒精播栽培技术提高花生荚果产量的分子机制,为进一步推动花生高产高效提供理论依据和技术支撑.[方法]以花生品种花育25号为试材,测定单粒精播和多粒穴播种植产量相关指标,分别取花生开花后30 d倒三叶和主根及侧根、鸡头幼果期花生荚果进行转录组测序,从分子水平阐述不同播种方式花生产量的差异.[结果]与多粒穴播相比较,单粒精播种植方式下花生单株荚果数、单株饱果数、单株果重、经济系数均显著提高.转录组数据组装后,平均每库包含4 430万个读数.通过不同比较组合中差异表达基因、GO和KEGG通路分析,与多粒穴播相比较,单粒精播种植植物叶片中参与赤霉素信号传导、光信号传导等过程的转录因子及光系统Ⅱ放氧复合体、叶绿体膜、氧化还原反应等光合作用相关基因表达量升高;根系中生物胁迫和非生物胁迫诱导的苯丙素代谢途径相关基因包括细胞色素P450 基因、氧化还原基因、胁迫反应转录因子和信号调节蛋白显著富集.荚果发育初期淀粉和蔗糖代谢基因显著富集,更加有利于花生荚果发育过程中籽仁充实.[结论]花生叶片中光合相关基因表达上调能够促进光合效率提升,与产量的增加密切相关;单粒精播提高了根系抗生物和非生物胁迫的能力,结合荚果发育初期能量物质相关基因表达上调均有利于地下部花生荚果的发育,提高花生产量.
关键词： 花生 单粒精播 产量 RNA-Seq 光合作用 苯丙素途径
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比较转录组分析揭示花生种皮花青素积累的分子调控机制
《山东农业科学 》 2019
摘要：花青素作为一种抗氧化物质,具有多种保健功效.与其他颜色花生相比,黑种皮花生具有良好的感官品质,且花青素含量更高.为了揭示花生黑种皮花青素形成和调控的分子机理,本研究以黑种皮花生(YH29)和粉红种皮花生(WH10)为研究对象,通过RNA-seq技术比较其转录组的差异.结果表明,与粉红种皮花生相比,黑种皮花生中1 539个基因表达上调,1 275个基因表达下调.KEGG分析发现花青素生物合成、苯丙素生物合成、类黄酮生物合成等多个与色素积累相关的通路在黑色种皮花生中富集.在黑种皮花生中,苯丙氨酸解氨酶、查尔酮合成酶等5个与花青素合成相关的关键酶基因表达上调,而与花青素生物合成途径竞争同一底物的一些关键酶基因,如柚皮素和甘草素基因,则表达下调,这使得有更多的底物流向花青素合成途径,这些基因的协同表达可能是黑种皮花青素高水平积累的关键.另外,两个R2R3-MYB转录因子在黑种皮花生中也表达上调,可能是引起花青素合成关键基因表达差异的关键因素.我们的研究结果为深入研究花生种皮花青素合成的分子机理及培育高花青素含量的花生新品种提供了参考.
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盐胁迫条件下花生应答转录因子鉴定与分析
《山东农业科学 》 2018
摘要：转录因子是一类具有特殊结构、调控基因表达的蛋白质分子。为了解析转录因子在花生适应盐胁迫环境中的分子机制,本研究以鲁花14号为材料,通过RNA-seq分析花生转录因子在盐胁迫以及恢复后的表达差异。结果表明,在250 mmol/L Na Cl处理4 d后,花生中共检测到76个差异表达的转录因子,分别属于13个转录因子家族。其中,根中35个转录因子上调表达,29个下调表达;地上部40个上调表达,17个下调表达。盐胁迫解除后,有35个转录因子不但没有恢复到盐处理前的水平,反而表达量进一步增加。本试验为进一步研究花生转录因子家族在盐胁迫中的作用和提高花生的耐盐性奠定理论基础。
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