地黄叶片响应遮阴处理的分子响应机制解析

摘要

目的:分析遮阴后地黄叶片中差异表达的基因,揭示地黄响应遮阴的分子机制.方法:对地黄"温85-5"植株进行60％遮阴、90％遮阴和全光照3种处理,以Ion Proton平台对90％遮阴和全光照2种处理的样品进行转录组测序,筛选差异表达的基因.结果:遮阴后地黄叶片变平展,泡状凸起减少或变小,叶片变薄,叶肉栅栏组织和海绵组织细胞减少、变小.同时,有2393个基因在遮阴处理的叶片中差异表达,其中,遮阴后上调表达的基因有1456个,而下调的基因有937个.京都基因与基因组百科全书(KEGG)富集分析发现植物-真菌互作代谢通路、苯乙醇苷生物合成通路、萜类成分合成通路、光合作用通路等120个代谢通路相关的差异基因得到了富集.在遮阴后的叶片中,参与光合作用的差异基因全部下调表达,生长素响应蛋白基因(ARF)上调表达,赤霉素(GA)通路DELLA基因下调表达,乙烯通路苏氨酸蛋白激酶基因(CTR1)上调表达,参与梓醇与毛蕊花糖苷合成通路的催化酶基因表达与它们遮阴后含量的变化规律也有一定的相关性.结论:分析了遮阴后地黄叶片的转录组信息,筛选到一些差异表达的基因,为进一步解析地黄遮阴响应的分子机制奠定基础.