基于转录组测序的Cd胁迫下芹菜细胞自噬相关基因的筛选

摘要

细胞自噬是植物逆境应答过程中最常见的保护机制之一.动物中,自噬相关基因抵御镉(Cd)毒害的功能研究较清楚,但植物却知之甚少.文中以芹菜品种'皇后'为试材,采用外源Cd(终浓度为0、2、4、8 mg/L)添加营养液水培处理,利用转录组测序(RNA-seq)技术筛选细胞自噬相关差异基因并进行qRT-PCR验证.结果 表明Cd胁迫对芹菜植株产生了明显的毒害作用,并与浓度间产生了量效关系.在筛选的8个差异表达的自噬相关基因中,ATG8a、ATG8f、 ATG13、AMPK-1、AMPK-2基因随Cd浓度升高表达上调,ATG12、VPS30和VPS34则先上调后下降,说明自噬相关基因可能通过表达上调增加了自噬小体结构以抵御Cd毒性作用;而高浓度Cd(8 mg/L)可能超出芹菜的耐受范围,导致多个自噬基因又出现表达下调趋势.以上结果有助于后期自噬相关基因的功能研究,为进一步探讨芹菜对Cd胁迫的耐性机制提供参考依据.