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甘蔗腋芽形成发育过程的转录组分析
1
作者
李旭娟
李纯佳
+4 位作者
刘洪博
徐超华
林秀琴
陆鑫
刘新龙
《生物技术通报》
北大核心
2025年第3期202-218,共17页
【目的】发掘甘蔗腋芽形成发育关键代谢通路和调控基因,为甘蔗优良品种选育及遗传改良策略制定提供基因资源。【方法】以甘蔗品种‘新台糖22号(XTT22)’为材料,分别选取其幼嫩、半大、成型、成熟腋芽,以茎尖生长点为对照。首先通过RNA-...
【目的】发掘甘蔗腋芽形成发育关键代谢通路和调控基因,为甘蔗优良品种选育及遗传改良策略制定提供基因资源。【方法】以甘蔗品种‘新台糖22号(XTT22)’为材料,分别选取其幼嫩、半大、成型、成熟腋芽,以茎尖生长点为对照。首先通过RNA-seq获得甘蔗腋芽形成发育4个时期的转录组文库,然后使用DESeq2软件筛选差异表达基因(DEGs),并开展GO和KEGG功能富集分析,再通过RT-q PCR验证转录组测序结果的可靠性,最后通过WGCNA挖掘与甘蔗腋芽形成发育相关的核心基因。【结果】甘蔗腋芽形成发育4个时期共获得62 630个差异表达基因,KEGG分析主要富集在甘露糖型O-聚糖的生物合成、吲哚生物碱生物合成、油菜素内酯生物合成等通路;KEGG富集通路网络分析表明:植物激素信号转导、氰胺酸代谢以及苯丙烷类物质生物合成等通路是腋芽形成发育中共同富集的核心通路,而β-丙氨酸代谢和氮代谢是幼嫩腋芽发育期的特有核心通路;C-5支链二元酸代谢,色氨酸代谢和脂肪酸延生通路分别是成型芽和成熟芽特有富集核心通路。9个表达趋势变化明显的DEGs的RT-qPCR结果与RNA-seq结果呈现相似的表达模式。WGCNA分析鉴定了UBR7、IRK和POLD等20个与甘蔗腋芽形成发育相关的核心基因。【结论】甘蔗腋芽形成发育过程中需要以甘露糖型O-聚糖、蔗糖、淀粉和氮素等作为物质和能量基础,同时还需要合成植物激素和次生代谢物来调控相关生长发育过程;UBR7、IRK以及POLD等基因可能在甘蔗腋芽形成发育中发挥正调控作用,而DGK1、PCaP1、LSD1等基因可能负调控甘蔗腋芽形成发育。
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关键词
甘蔗
腋芽形成发育
转录组测序
代谢通路
加权共表达网络分析
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职称材料
题名
甘蔗腋芽形成发育过程的转录组分析
1
作者
李旭娟
李纯佳
刘洪博
徐超华
林秀琴
陆鑫
刘新龙
机构
热带作物生物育种全国
重点
实验室
云南省农业科学院甘蔗研究所、云南省甘蔗遗传改良重点实验室
出处
《生物技术通报》
北大核心
2025年第3期202-218,共17页
基金
云南省基础研究面上项目(202301AT070009)
云南种子种业联合实验室项目(202205AR070001-13)
+1 种基金
科技部、财政部国家科技资源共享服务平台项目(NCGRC-2023-42)
甘蔗生长与环境云南省野外科学观测研究站(202205AM070001)。
文摘
【目的】发掘甘蔗腋芽形成发育关键代谢通路和调控基因,为甘蔗优良品种选育及遗传改良策略制定提供基因资源。【方法】以甘蔗品种‘新台糖22号(XTT22)’为材料,分别选取其幼嫩、半大、成型、成熟腋芽,以茎尖生长点为对照。首先通过RNA-seq获得甘蔗腋芽形成发育4个时期的转录组文库,然后使用DESeq2软件筛选差异表达基因(DEGs),并开展GO和KEGG功能富集分析,再通过RT-q PCR验证转录组测序结果的可靠性,最后通过WGCNA挖掘与甘蔗腋芽形成发育相关的核心基因。【结果】甘蔗腋芽形成发育4个时期共获得62 630个差异表达基因,KEGG分析主要富集在甘露糖型O-聚糖的生物合成、吲哚生物碱生物合成、油菜素内酯生物合成等通路;KEGG富集通路网络分析表明:植物激素信号转导、氰胺酸代谢以及苯丙烷类物质生物合成等通路是腋芽形成发育中共同富集的核心通路,而β-丙氨酸代谢和氮代谢是幼嫩腋芽发育期的特有核心通路;C-5支链二元酸代谢,色氨酸代谢和脂肪酸延生通路分别是成型芽和成熟芽特有富集核心通路。9个表达趋势变化明显的DEGs的RT-qPCR结果与RNA-seq结果呈现相似的表达模式。WGCNA分析鉴定了UBR7、IRK和POLD等20个与甘蔗腋芽形成发育相关的核心基因。【结论】甘蔗腋芽形成发育过程中需要以甘露糖型O-聚糖、蔗糖、淀粉和氮素等作为物质和能量基础,同时还需要合成植物激素和次生代谢物来调控相关生长发育过程;UBR7、IRK以及POLD等基因可能在甘蔗腋芽形成发育中发挥正调控作用,而DGK1、PCaP1、LSD1等基因可能负调控甘蔗腋芽形成发育。
关键词
甘蔗
腋芽形成发育
转录组测序
代谢通路
加权共表达网络分析
Keywords
sugarcane(Saccharum spp.)
axillary bud formation and development
RNA-seq
metabolic pathway
WGCNA
分类号
S566.1 [农业科学—作物学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
甘蔗腋芽形成发育过程的转录组分析
李旭娟
李纯佳
刘洪博
徐超华
林秀琴
陆鑫
刘新龙
《生物技术通报》
北大核心
2025
0
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职称材料
已选择
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参考文献
引证文献
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