关键词：茶树 al 根系 差异表达基因 rna测序 

摘要：探讨茶树响应铝(Aluminum,Al)的基因调控网络和表达模式,确定一些关键候选基因,为茶树耐Al分子机制研究奠定基础。测定了0、0.2、1、2、4 mmol·L^-1 5个Al^3+浓度处理7 d的福鼎大白茶根系抗氧化酶活性和Al含量变化,并提取0 mmol·L^-1(R0)、1 mmol·L^-1(R1)和4 mmol·L^-1(R4)3个浓度下的茶树根系总RNA,通过Illumina Hiseq Xten平台进行高通量转录组测序。结果表明,随着Al^3+浓度的升高,根系POD(Peroxidase,过氧化物酶)活性逐渐下降,APX(Ascorbic acid peroxidase,抗坏血酸过氧化物酶)活性则逐渐升高。SOD(Superoxide dismutase,超氧化物歧化酶)活性在Al^3+浓度为1 mmol·L^-1时最高,CAT(Catalase,过氧化氢酶)活性在各处理间无显著差异。根系中Al含量随着Al^3+浓度的升高呈先上升后下降趋势,在Al^3+浓度为1 mmol·L^-1时达到最高。经筛选得到R1 VS R0,R4 VS R0,R4 VS R1的DEGs(Differentially expressed genes)分别为1 894、2 439个和1 384个,显著上调(下调)的差异表达基因分别有733(1 161)、846(1 593)个和628(756)个。GO富集分析表明,3个处理组在生物学途径中富集最多的类别均为刺激响应。在分子功能和细胞组件方面,R1 VS R0和R4 VS R0富集最多的类别均为核酸结合转录因子活性和细胞,R4 VS R1富集最多的类别为氧化还原酶活性相关基因和膜区域。KEGG富集分析表明,R1 VS R0、R4 VS R0、R4 VS R1分别显著富集了29、41条和19条Pathway,它们包括转录因子、转运蛋白、植物-病原菌互作、苯丙烷生物合成途径等,鉴定到多个参与调控活性氧代谢、有机酸或金属转运蛋白、转录因子及细胞壁结构修饰等生理过程的基因在Al诱导后上调或抑制表达,显示这些基因与茶树耐Al分子机制密切相关。

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