江西铅山红芽芋超低温疗法脱毒苗的转录组分析

【目的】探究江西铅山红芽芋对超低温疗法脱毒的转录组响应机制,为江西铅山红芽芋超低温疗法脱毒苗的规模化应用奠定理论依据。【方法】以江西铅山红芽芋超低温疗法脱毒苗(VF组)和江西铅山红芽芋超低温疗法带毒苗(V组)试验材料进行转录组比较分析。【结果】VF组Clean reads为42 406 188,GC含量为54.09%;V组Clean reads为46 818 060,GC含量为50.36%。VF组和V组表达量FPKM的对数值在0~2,表达量密度在0~0.8。VF组和V组表达的共有基因数为23 820,V组单独表达的基因数为10 298,VF组单独表达的基因数为4 477。VF组和V组表达量的相关系数为0.287,样本间相关性较差。VF组和V组共产生差异表达基因5 282个,与V组比较,VF组上调基因3 011,下调基因2 271。GO富集分析显示,差异基因主要注释到过氧化氢分解过程、过氧化氢代谢过程、一元羧酸生物合成过程、多糖分解代谢过程、金属离子输运、细胞外区、细胞壁、外部封装结构、膜的固有成分、质膜固有成分、核酸结合转录因子活性、序列特异性DNA结合转录因子活性、单加氧酶活性、铁离子结合、血红素结合等功能。KEGG富集分析显示,差异基因主要注释到苯丙酸生物合成、类黄酮生物合成、二苯乙烯类和二芳基庚烷类以及姜辣素的生物合成、MAPK信号通路-植物、淀粉和蔗糖代谢、酪氨酸代谢、植物激素信号转导、戊糖和葡萄糖醛酸的相互转化、过氧化物酶体、α-亚麻酸代谢、苯丙氨酸代谢、氰胺酸代谢、类胡萝卜素生物合成、异喹啉生物碱的生物合成、泛醌和其他萜类醌的生物合成、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢、植物昼夜节律、果糖和甘露糖代谢、半乳糖代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢等途径。【结论】F-box家族蛋白、脱落酸受体PYR1、乙烯受体2、生长素响应因子1、BZIP转录因子家族蛋白、过氧化物酶、过氧化氢酶1、超氧化物歧化酶[Cu-Zn]、植物抗病反应蛋白、抗病蛋白、抗病蛋白RPS2、抗病蛋白RPS5、抗病蛋白RGA2、抗病反应蛋白、转座子TNT的逆转录病毒相关Pol多蛋白、逆转录病毒相关Pol多聚蛋白系1、类烟草病毒增殖蛋白3、烟草病毒增殖蛋白1、转座子RE1的逆转录病毒相关Pol多蛋白、蔗糖合成酶等基因是江西铅山红芽芋的超低温疗法脱毒的主要响应基因。

红芽芋超低温疗法脱毒苗基因组DNA甲基化的MSAP分析

对红芽芋超低温疗法脱毒苗的基因组DNA甲基化进行MSAP分析。结果表明,红芽芋超低温疗法脱毒苗总甲基化率提高10.27%,全甲基化率提高12.98%,但半甲基化率下降2.71%。红芽芋超低温疗法脱毒苗去甲基化模式和甲基化模式并存,但去甲基化模式高于甲基化模式,说明较多基因被激活。