尾叶桉不同无性系组培生根相关基因的表达分析

摘要

【目的】研究尾叶桉(Eucalyptus urophylla)不同无性系在相同培养基上不同时期基因的差异表达情况,为解析尾叶桉不同无性系间生根差异、挖掘不同尾叶桉无性系生根响应相关基因功能提供依据。【方法】以在同一生根培养基上生根启动差异较大、继代次数相同的尾叶桉无性系各1个,根据生根启动快的无性系基部形态差异,分别取0、1、4和6 d尾叶桉无性系基部2 mm材料进行转录组测序分析,运用基因差异表达分析、Cluster聚类分析、基因本体分析(GO分析)和KEGG分析,获得导致尾叶桉不同无性系生根差异的差异表达基因。【结果】共获得20287个差异表达基因(DEGs),显著聚类在4个子聚类中。其中,表达模式呈上升趋势的DEGs在生根启动快的无性系中,其数量远远高于在生根启动慢的无性系,而在1与0 d时表达量变化不显著的基因在生根启动慢的无性系中其数量远高于在生根启动快的无性系中。GO分析显示,转移至IBA培养基上后,子聚类17的DEGs在生根启动快的无性系中显著富集到细胞周期相关路径中,而在生根启动慢的无性系中显著富集到抗逆相关路径中。KEGG分析显示,生根启动慢的无性系中的DEGs富集到更多的生物路径中,核糖体相关基因仅显著富集在生根启动快的无性系中,而糖酵解/糖异生、次生代谢产物的生物合成和氧化磷酸化相关基因均显著富集在生根启动慢的无性系中。共有202个DEGs显著富集在植物激素信号转导路径中,且生长素信号转导路径中的生长素响应基因家族(AUX/IAA),细胞分裂素信号转导路径中的CRE1及赤霉素信号转导路径中的转录因子在两个无性系中的表达量呈显著差异。【结论】尾叶桉生根启动慢的和启动快的无性系在转移至生根培养基上之前及之后3个时期的基因表达变化均不同,具有相同表达模式的DEGs在生根启动慢的无性系和生根启动快的无性系中的功能不同。生长素、赤霉素、细胞分裂素信号转导路径中的重要基因表达模式与尾叶桉生根快慢具有较强的相关性。