外源褪黑素提高马铃薯幼苗UV-B辐射耐性的转录组学分析

Transcriptomic analysis of exogenous melatonin to improve UV-B radiation tolerance in potato seedlings

随着人类活动对大气层臭氧的破坏,导致到达地面的UV-B辐射增强,而严重的UV-B辐射会直接导致马铃薯产量、品质大幅度降低。马铃薯作为云南省重要的粮食作物,由于云南省具有特殊的地理位置,使马铃薯面临的UV-B辐射较为严峻。为探究褪黑素对增强马铃薯耐UV-B辐射的分子机制,以马铃薯品种合作88为试验材料,对外源褪黑素处理UV-B辐射下的马铃薯叶片进行转录组测序,并进行基因本体(gene ontology, GO)功能聚类分析及京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)功能聚类分析。结果表明,褪黑素可以促进马铃薯植株中缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成及精氨酸、脯氨酸代谢,提高内质网上蛋白质的加工水平,促进抗氧化物质编码基因的表达,激活UVR8等UV-B辐射的响应基因,从而缓解UV-B辐射对马铃薯植株的危害。综上所述,适量浓度的褪黑素对提高马铃薯耐UV-B辐射有积极作用,研究结果可为马铃薯抗UV-B辐射机制解析提供新的证据,并为其抗UV-B辐射研究提供一定的分子基础。