转录组分析揭示光诱导转录因子StMYB113调控马铃薯块茎表皮叶绿素合成

马铃薯块茎见光变绿严重影响了其食用安全性和经济效益,但光诱导马铃薯块茎合成叶绿素的机制尚不清楚。本研究对不同光照时间处理的马铃薯块茎进行了相关代谢产物分析,结果表明随着光照时间的延长块茎叶绿素含量逐渐上升,且在36 h时叶绿素含量上升显著,块茎表皮也随之出现明显的绿色;对光诱导0、6、36 h的样品的转录组测序和生物信息学分析共鉴定到5646个差异表达基因(DEGs),进一步通过共表达聚类分析和qRT-PCR定量验证, 9个主要的叶绿素生物合成结构基因StGAS1、StCHLD、StCrd1、StHEMA、StGUN4、StPORA、StUROD、StCHLM、StCHLG以及6个转录因子StSBP、StLSD、StGATA、StWRKY、StMYB-like、StMYB113显著上调。对这9个结构基因的启动子序列的顺式作用元件的预测结果显示它们都含有多个MYB结合位点,启动子元件分析和转录激活验证试验结果表明StMYB113具有光响应元件,并能在烟草激活StUROD的表达,由此说明StMYB113可能受光响应且调控马铃薯块茎的见光变绿。本研究结果为光诱导马铃薯块茎叶绿素合成调控机制研究提供参考,对减少马铃薯块茎绿化造成的损失具有重要意义。

‘鄂马铃薯3号’对干旱胁迫早期响应的转录组分析

马铃薯通常被认为是干旱敏感性作物,由全球气候变化引起的干旱频发严重威胁了马铃薯的可持续生产。破译马铃薯的干旱应答机制,解析马铃薯干旱应答的核心因子,将有助于破解因干旱导致的马铃薯种植限制。基于此,研究旨在通过分析栽培品种应对干旱胁迫的早期响应过程,获得马铃薯早期干旱应答的关键候选基因。将‘鄂马铃薯3号’试管苗通过快速干旱胁迫处理,可在6 h出现明显的干旱胁迫表型,含水量相较于对照前也显著降低。不同干旱处理时间点的转录组分析结果显示,差异基因数量随着处理时间的延长而增加。2个分别编码转录因子GATA和YABBY的基因在干旱处理6 h后表达量极显著降低,可能为马铃薯干旱调控的负向因子。3个胚胎发育晚期富集蛋白(Late embryogenesis abundant,LEA)基因的表达受到干旱胁迫的剧烈诱导可作为潜在的干旱胁迫Marker基因。脱落酸(Abscisic acid,ABA)信号途径中的蛋白激酶StSnRK2.4和StSnRK2.8以及转录因子StAREB2受到干旱诱导最为剧烈,可能是ABA信号途径上响应干旱胁迫过程中的重要组分。