| 干湿交替诱导水稻根表铁膜形成的基因表达谱分析 |
| |
| 引用本文： | 傅友强,于晓莉 杨旭健 沈宏.干湿交替诱导水稻根表铁膜形成的基因表达谱分析[J].中国水稻科学,2017,31(2):133-148. |
| |
| 作者姓名： | 傅友强 于晓莉 杨旭健 沈宏 |
| |
| 作者单位： | 1.华南农业大学 资源环境学院，广州 510642；;2.广东省农业科学院 水稻研究所，广州 510640 |
| |
| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目（31372125）；广州市科技计划资助项目（2014J4100240）。 |
| |
| 摘 要： | 【目的】干湿交替（AWD）是水稻种植过程中最重要的管理方式，能够提高水稻根系活力、增强抗逆性。研究发现，AWD能明显促进水稻根表铁膜的形成。然而，AWD诱导水稻根表铁膜形成的基因表达谱尚未见报道。【方法】采用砂培试验，研究了长期淹水（CK）、干湿交替（AWD）、长期淹水加Fe2+（CK+Fe）和干湿交替加Fe2+（AWD+Fe）四个处理下水稻根系基因的差异表达谱。【结果】AWD处理与CK处理相比，水稻根系有506个差异表达基因（DEG）上调表达，有687个DEG下调表达；AWD+Fe处理与CK+Fe处理相比，有308个DEG上调表达和179个DEG下调表达；CK+Fe处理与CK处理相比，有728个DEG上调表达和1175个DEG下调表达；AWD+Fe处理与AWD处理相比，有1252个DEG上调表达和1189个DEG下调表达。维恩 图分析发现，共计有3822个DEG参与了AWD诱导水稻根表铁膜形成过程。基因功能（GO）分析表明，在生物过程中共有270个DEG参与了氧化还原反应过程，分子功能中共有165个DEG与氧化还原酶功能有关。生物通路富集分析（KEGG）结果表明，细胞器类、信号刺激类、光合作用类、生物合成类和代谢类等生物通路参与了AWD诱导水稻根表铁膜的形成过程。AWD和根表铁膜形成过程发现有38个共享DEG，这些基因的蛋白注释与水稻抗病性、抗旱性、细胞壁和细胞膜、氧化还原、蛋白激酶和转运、新陈代谢过程有关。与CK处理相比，AWD处理诱导了氧化还原反应过程相关的基因达102个，占总DEG数的8.25%。AWD处理促进了水稻根系过氧化物酶、脂肪酸氧化酶和乙醇酸氧化酶等相关基因的上调表达。与CK处理相比，AWD处理提高了水稻根系活力和根表铁膜数量，分别为22.9%和45.7%。实时荧光定量PCR验证结果与转录组分析结果基本一致，其相关系数达到0.90。【结论】综上所述，AWD明显诱导了氧化还原反应过程中的相关基因大量表达，增加了根系氧化力，促进根表铁膜的形成；过氧化物酶、脂肪酸氧化酶和乙醇酸氧化酶等相关的基因可能是AWD诱导水稻根表铁膜形成的重要基因。
|
| 关 键 词： | 水稻 干湿交替 铁膜 差异表达基因 氧化还原相关基因 |
| 收稿时间： | 2016-08-01 |
Gene Expression Profile Analysis for Alternate Wetting and Drying Induced Formation of Iron Plaque on Root Surface of Rice Seedlings |
| |
| FU Youqiang,YU Xiaoli,YANG Xujian,SHEN Hong.Gene Expression Profile Analysis for Alternate Wetting and Drying Induced Formation of Iron Plaque on Root Surface of Rice Seedlings[J].Chinese Journal of Rice Science,2017,31(2):133-148. |
| |
| Authors: | FU Youqiang YU Xiaoli YANG Xujian SHEN Hong |
| |
| Institution: | 1. College of Natural Resources and Environment, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China;2. Rice Research Institute, Guangdong Academy of Agricultural Sciences, Guangzhou 510640, China |
| |
| Abstract: | |
| |
| Keywords: | rice seedling alternate wetting and drying (AWD) iron plaque differentially expressed gene (DEG) oxidation-reduction related genes |
|
| 点击此处可从《中国水稻科学》浏览原始摘要信息 |
| 点击此处可从《中国水稻科学》下载免费的PDF全文 |
