文献类型： 中文期刊

作者： 傅明川 ¹ ; 李浩 ¹ ; 陈义珍 ¹ ; 柳展基 ¹ ; 刘任重 ¹ ; 王立国 ¹ ;

作者机构： 1.山东棉花研究中心/农业部黄淮海棉花遗传改良与栽培生理重点实验室

关键词： 棉花;黄萎病;加权基因共表达网络分析;核心基因

期刊名称： 作物学报

ISSN： 0496-3490

年卷期： 2020 年 05 期

页码： 668-679

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 加权基因共表达网络分析(Weighted Gene Co-expression Network Analysis, WGCNA)作为一种典型的系统生物学方法,可用来鉴定协同表达的基因模块,探索模块与目标性状之间的生物学相关性,并挖掘网络中的核心基因。黄萎病(Verticilliumwilt)可严重降低棉花(Gossypiumspp.)的产量及品质,因此研究抗病基因及抗病机制,对于棉花抗病育种工作具有重要意义。本研究以黄萎病菌侵染不同时间点的海岛棉(Gossypium barbadense)幼苗根尖转录组数据为基础,分析其差异表达基因,并选取在不同样本之间表达水平变异最大的前50%基因(共35,647个)进行WGCNA。结果表明,在黄萎病菌侵染条件下,共有22,850个基因差异表达,其中4685个为所有侵染时间点共有的差异基因。共鉴定到18个基因共表达模块,其中5个为抗黄萎病相关特异性模块(black、mediumpurple3、darkolivegreen、plum3模块分别与侵染2 h、6 h、48 h、72 h时间点正相关; mediumpurple2与侵染2 h时间点负相关)。GO和KEGG富集分析表明,特异性模块可以富集到有生物学意义的富集结果,如刺激响应、钙离子结合、黄酮类化合物合成代谢等抗逆相关通路。通过计算模块内基因的连通性,挖掘出了网络中的核心基因,功能预测表明,这些基因可能在逆境胁迫响应中发挥重要作用。本研究为进一步理解棉花抗黄萎病的分子机制、选育棉花抗病新品种提供了理论指导。