低温胁迫下不同甘蔗品种的转录组比较分析

doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2018-0522

生物技术通报 ›› 2018, Vol. 34 ›› Issue (12): 116-124.doi: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2018-0522

低温胁迫下不同甘蔗品种的转录组比较分析

唐仕云¹, 杨丽涛², 李杨瑞^{1, 2}

1. 广西农科院甘蔗研究所,南宁 530007;
2. 亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,南宁 530005

收稿日期:2018-06-07 出版日期:2018-12-26 发布日期:2018-12-24
作者简介:唐仕云,博士,副研究员,研究方向：甘蔗遗传和育种;E-mail：tangshiyunok@163.com
基金资助:
国家现代农业产业技术体系广西甘蔗创新团队建设专项（gjnytxgxcxtd-03-01）,国家甘蔗产业技术体系建设专项项目（CARS_17015）,广西创新驱动发展专项资金项目（桂科AA17202042-4）,广西八桂学者和特聘专家专项经费（2013）

Comparative Analysis on Transcriptome Among Different Sugarcane Cultivars Under Low Temperature Stress

TANG Shi-yun¹, YANG Li-tao², LI Yang-rui^{1, 2}

1. Sugarcane Research Institute,Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Nanning 530007;
2. State Key Laboratory for Conservation and Utilization of Subtropical Agro-Bioresources,Nanning 530005

Received:2018-06-07 Published:2018-12-26 Online:2018-12-24

摘要/Abstract

摘要： 对低温胁迫和常温处理的桂糖08-1180和ROC22进行转录组测序,比较不同甘蔗品种抗寒性分子机制的差异。结果表明：测序共产生57.41 G 的clean bases,拼接后获得183 515个unigenes,将获得的基因在NR、NT、Swiss-Prot、PFAM、KOG/COG、KEGG、GO数据库进行比对,有110 021个unigenes获得注释。低温胁迫下,桂糖08-1180有16 145个基因的表达发生了显著变化,ROC22有20 317个基因的表达发生了显著变化,且均表现为上调表达基因多于下调表达基因。ROC22与桂糖08-1180共有13 113个差异表达基因相同,ROC22特有7 204个差异表达基因,桂糖08-1180特有3 032个差异表达基因。对2个品种的共有差异表达基因进行富集分析,在对寒害逆境反应、膜系统、光合作用等的功能小类富集较多。对特有差异表达基因进行富集分析,桂糖08-1180在DNA整合、RNA聚合酶、ADP结合及代谢酶中富集较多,而ROC22在有机化合物的合成、运输和转运蛋白活性相关的条目富集得较多。

关键词: 甘蔗, 低温胁迫, 转录组

Abstract: In order to comparatively analyze the variations of molecular mechanism among different cultivars in cold resistance,RNA-seqs of GT08-1180 and ROC22 were conducted under cold stress and normal temperature. The results showed that a total of 57.41 G clean reads were produced and 183515 unigenes were obtained after de novo assembly. All unigenes were annotated in NR,NT,Swiss-Prot,PFAM,KOG/COG,KEGG,and GO,and 110 021 unigenes were functionally annotated. There were 16 145 and 20 317 differentially expressed genes（DEGs）in GT08-1180 and ROC22 respectively in the cold stress. In addition,there were more up-regulated DEGs than down-regulated DEGs in both GT08-1180 and ROC22. Total 13 113 DEGs were found to be the same in both GT08-1180 and ROC22,while 7 204 specific DEGs in ROC22,and 3 032 specific DEGs in GT08-1180. The result of GO enrichment analysis of the common DEGs in 2 varieties showed that common DEGs were enriched in sub-groups of cold stress response,membrane system,and photosynthesis. GT08-1180 enriched more in DEGs related to DNA integration,RNA polymerase,ADP binding,and metabolic enzymes. ROC22 presented more enrichment in DEGs related to synthesis and transfer of organic substances,and transporter proteases.

Key words: sugarcane, cold stress, transcriptome

唐仕云, 杨丽涛, 李杨瑞. 低温胁迫下不同甘蔗品种的转录组比较分析[J]. 生物技术通报, 2018, 34(12): 116-124.

TANG Shi-yun, YANG Li-tao, LI Yang-rui. Comparative Analysis on Transcriptome Among Different Sugarcane Cultivars Under Low Temperature Stress[J]. Biotechnology Bulletin, 2018, 34(12): 116-124.

参考文献

[1] 位明明, 李维国, 高新生, 等. 中国热带作物抗寒育种研究进展与展望[J]. 热带作物学报, 2015, 36(4):821-828.
[2] 杨荣仲, 周会, 王伦旺, 等. 甘蔗家系农艺性状遗传力分析[J]. 南方农业学报, 2016, 47(3):337-342.
[3] 徐超华, 李纯佳, 苏火生, 等. 甘蔗非生物胁迫抗性研究进展[J]. 植物遗传资源学报, 2017, 18(3):483-493.
[4] Coasta V, Angelini C, Defeis I, et al.Uncovering the complexity of transcriptomes with RNA-Seq[J]. J Biomed Biotechnol, 2010:853916.
[5] 祁云霞, 刘永斌, 荣威恒. 转录组研究新技术及其应用[J]. 遗传, 2011, 33(11):1191-1202.
[6] Wang Z, Gerstein M, Snyder M.RNA-Seq:a revolutionary tool for transcriptomics[J]. Nat Rev Genet, 2009, 10(1):57-63.
[7] 王跃, 毛开云, 王恒哲, 等. 转录组学测序技术应用与市场分析[J]. 生物产业技术, 2017, 5(9):11-17.
[8] 刘红亮, 郑丽明, 刘青青, 等. 非模式生物转录组研究[J]. 遗传, 2013, 35(8):955-970.
[9] 唐仕云, 杨丽涛, 李杨瑞. 低温胁迫下不同甘蔗品种(系)光合特性的变化及其与耐寒性的关系[J]. 广西植物, 2012, 32(5):679-685.
[10] 李洋, 曲彦婷, 周爱民, 等. 针叶福禄考(Phlox subulata)抗寒基因的克隆及分析[J]. 基因组学与应用生物学, 2015, 34(9):1917-1927.
[11] 刘洪博, 刘新龙, 等. 干旱胁迫下割手密根系转录组差异表达分析[J]. 中国农业科学, 2017, 50(6):1167-1178.
[12] 李穆, 程志远, 何丽莲, 等. 甘蔗印度种响应干旱胁迫的数字基因表达谱[J]. 分子植物育种, 2018, 16(7):2099-2106.
[13] 苏亚春. 甘蔗应答黑穗病菌侵染的转录组与蛋白组研究及抗性相关基因挖掘[D]. 福州:福建农林大学, 2014.
[14] 丘立航, 罗含敏, 陈荣发, 等. 基于RNA-Seq的甘蔗主茎和分蘖茎转录组建立及初步分析[J]. 基因组学与应用生物学, 2018, 37(3):1271-1279.
[15] 姚晓华. 植物抗寒相关功能与调控基因研究进展. 中国农学通报[J]. 2013, 29(27):141-147.
[16] Palta JP, Whitaker BD, Weiss IS.Plasma membrane lipids associated with genetic variability in freezing tolerance and cold acclimation of Solanum species[J]. Plant Physiology, 1993, 103(3):793-803.
[17] Orvar BL, Sangwan V, Omann F, et al.Early stepsin cold sensing by plant cells:the role of actin cytoskeleton and membrane fluidity[J]. Plant J, 2000, 23(6):785-794.
[18] Sudesh KY.Cold stress tolerance mechanisms in plants. A review[J]. Agronomy for Sustainable Development, 2010, 30(3):515-527
[19] Yukio K, Matsuo U.Mass spectrometric approach for identifying putative plasma membrane proteins of Arabidopsis leaves associa-ted with cold acclimation[J]. Plant J, 2003, 36:141-154.
[20] 王庆杰, 王立. 植物抗寒性基因研究综述[J]. 农村经济与科技, 2018, 29(8):23-25.
[21] Li SL, Li ZG, Yang LT, et al.Differential effects of cold stress on chloroplasts structures and photosynthetic characteristics in cold-sensitive and cold tolerant cultivars of sugarcane[J]. Sugar Tech, 2018, 20(1):11-20.
[22] 刘贝贝, 陈利娜, 等. 果树响应低温胁迫的分子机制及抗寒性鉴定方法研究进展[J]. 北方园艺, 2017(15):174-179.
[23] Fu JJ, Geng JC, Miao YJ, et al.Transcriptomic analyses reveal genotype- and organ-specific molecular responses to cold stress in Elymus nutans[J]. Biologia Plantarum, 2018, (6):1-14.
[24] Eremina M, Rozhon W, Poppenberger B.Hormonal control of cold stress responses in plants[J]. Cellular and Molecular Life Sciences, 2016, 73:797-810.

低温胁迫下不同甘蔗品种的转录组比较分析

Comparative Analysis on Transcriptome Among Different Sugarcane Cultivars Under Low Temperature Stress

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	林红妍, 郭晓蕊, 刘迪, 李慧, 陆海. 转录组分析转录因子AtbHLH68调控细胞壁发育的分子机制[J]. 生物技术通报, 2023, 39(9): 105-116.
[2]	苗永美, 苗翠苹, 于庆才. 枯草芽孢杆菌BBs-27发酵液性质及脂肽对黄色镰刀菌的抑菌作用[J]. 生物技术通报, 2023, 39(9): 255-267.
[3]	付钰, 贾瑞瑞, 何荷, 王良桂, 杨秀莲. 两种砧木楸树嫁接苗生长差异及转录组比较分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(8): 251-261.
[4]	陈晓, 于茗兰, 吴隆坤, 郑晓明, 逄洪波. 植物lncRNA及其对低温胁迫响应的研究进展[J]. 生物技术通报, 2023, 39(7): 1-12.
[5]	赵金玲, 安磊, 任晓亮. 单细胞转录组测序技术及其在秀丽隐杆线虫中的应用[J]. 生物技术通报, 2023, 39(6): 158-170.
[6]	孔德真, 段震宇, 王刚, 张鑫, 席琳乔. 盐、碱胁迫下高丹草苗期生理特征及转录组学分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(6): 199-207.
[7]	赵雪婷, 高利燕, 王俊刚, 沈庆庆, 张树珍, 李富生. 甘蔗AP2/ERF转录因子基因ShERF3的克隆、表达及其编码蛋白的定位[J]. 生物技术通报, 2023, 39(6): 208-216.
[8]	李心怡, 姜春秀, 薛丽, 蒋洪涛, 姚伟, 邓祖湖, 张木清, 余凡. 多荧光标记引物增强甘蔗染色体寡聚核苷酸探针杂交信号[J]. 生物技术通报, 2023, 39(5): 103-111.
[9]	刘辉, 卢扬, 叶夕苗, 周帅, 李俊, 唐健波, 陈恩发. 外源硫诱导苦荞镉胁迫响应的比较转录组学分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(5): 177-191.
[10]	王海龙, 李雨倩, 王勃, 邢国芳, 张杰伟. 谷子SiMAPK3基因的克隆和表达特性分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(3): 123-132.
[11]	谢洋, 邢雨蒙, 周国彦, 刘美妍, 银珊珊, 闫立英. 黄瓜二倍体及其同源四倍体果实转录组分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(3): 152-162.
[12]	蒋路园, 丰美静, 杜雨晴, 邸葆, 陈段芬, 邱德有, 杨艳芳. 红豆杉低温半致死温度和低温胁迫下紫杉烷含量[J]. 生物技术通报, 2023, 39(3): 232-242.
[13]	扈丽丽, 林柏荣, 王宏洪, 陈建松, 廖金铃, 卓侃. 最短尾短体线虫转录组及潜在效应蛋白分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(3): 254-266.
[14]	张晓燕, 杨淑华, 丁杨林. 植物感知和传递低温信号的分子机制[J]. 生物技术通报, 2023, 39(11): 28-35.
[15]	孙言秋, 谢采芸, 汤岳琴. 耐高温酿酒酵母的构建与高温耐受机制解析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(11): 226-237.