金叶榆二倍体及其同源四倍体的生理特征与转录组差异分析

摘要

本文旨在探究金叶榆(Ulmus pumila cv.‘Jinye’)二倍体及其同源四倍体的生理特征和差异基因表达情况,为金叶榆关键调控基因的定位及基因工程育种提供分子基础。试验以金叶榆二倍体及其同源四倍体为材料,比较两者叶绿素相对含量,可溶性糖、可溶性蛋白、MDA含量,SOD和POD活性等生理指标,并进行转录组测序。结果表明:金叶榆同源四倍体叶片中叶绿素相对含量,可溶性糖和可溶性蛋白含量及SOD、POD活性显著高于二倍体,MDA含量显著低于二倍体。转录组测序共得到1283个差异表达基因,其中1078个表达上调,205个表达下调。995个差异表达基因被GO功能注释,与代谢过程、细胞过程、催化活性、结合和转运蛋白活性等密切相关;COG注释结果显示,主要注释在碳水化合物的运输和代谢、次生代谢产物合成和脂质运输和代谢;KEGG通路分析发现,植物激素信号转导通路差异显著性最为明显,其中生长素、油菜素内酯和水杨酸信号转导途径富集基因数最多。参与代谢过程、催化活性和激素信号转导通路等关键基因的差异表达,可能与同源四倍体植株能源物质含量高、酶活提高及生长势和抗逆性增强有关。