棉花无腺体近等基因系差异表达基因分析

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1、棉花学报CottonScience2015袁27渊6冤院506―514棉花无腺体近等基因系差异表达基因分析*姜鹏飞袁陆才瑞袁邹长松袁程海亮袁杨文翠袁冯晓旭袁张友平袁王巧连袁宋国立渊中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室袁河南安阳455000冤摘要院为了揭示棉花腺体发育的分子机制袁本研究利用RNA-Seq对棉花无腺体性状近等基因系Z12/Z12YW的幼嫩叶片进行转录组测序袁寻找差异表达基因遥转录组测序结果表明袁与有腺体棉Z12相比袁无腺体棉Z12YW中共有306个基因表达发生变化袁其中282个

2、基因下调袁24个基因上调遥差异表达基因GO渊Geneon-tology冤功能注释显示袁细胞组分尧胞外基质组分的功能变化以及细胞杀伤生物学过程在腺体形成过程中发挥重要作用曰COG渊Clusteroforthologousgroups冤功能和KEGG渊Kyotoencyclopediaofgenesandgenomes冤通路显著性富集发现袁棉酚等萜烯物质的合成主要受甲羟戊酸途径上游基因的表达调控遥此外袁本研究共筛选到13个差异表达转录因子袁可能在腺体发育和棉酚合成过程中发挥关键作用遥关键词院棉花渊L.冤曰腺

3、体曰近等基因系曰转录组中图分类号院S562.035文献标志码院A文章编号院1002-7807渊2015冤06-0506-0910.11963/issn.1002-7807.201506002JiangPengfei,LuCairui,ZouChangsong,ChengHailiang,YangWencui,FengXiaoxu,ZhangYouping,*WangQiaolian,SongGuoli(455000,)Theexpressionchangesoftranscriptomeoftender

4、leavesofZ12/Z12YWwereanalyzedbyRNA-Seqtorevealthemolecularmechanismofglandformation.Z12/Z12YWarecottonnear-isogeniclineswithacommongeneticbackgroundbutcontrastingaglandphenotype.Atotalof306differentiallyexpressedgeneswereuncovered,ofwhich282weredown-regu

5、latedand24wereup-regulatedintheglandlessmaterialZ12YW.GeneOntologyfunctionalannotationshowedthatthecellpart,theextracellularmatrixpartandthecellkillingplayedimportantrolesintheprocessofglanddevelopment.ClusteringofOrtholo-gousgroupsandKyotoEncyclopediaof

6、GenesandGenomesenrichmentanalysesrevealedthattheupstreamkeygenesofthemevalonatepathwayhadagreatinfluenceonthebiosynthesisofgossypolandotherterpenecompounds.Inaddition,wescreened13transcriptionfactorswithdifferentexpressionlevels,whichmightdisplaykeyfunct

7、ioninglandformationandgossypolbiosynthesis.cotton(L.);gland;near-isogeniclines;transcriptome[5-6]棉花是我国重要的经济作物袁除生产的主产用遥因此袁如何培育出棉子低酚尧棉株高酚的品品棉纤维外袁其棉子中还含有丰富的蛋白质和油种袁使得棉株既能抗病虫袁棉子又能供人尧畜食脂袁可视为仅次于油菜尧大豆的全球第三大油料用袁一直是育种家孜孜不倦的追求遥[1-2]作物遥然而袁由于棉株中富含棉酚袁对非反刍类由于棉酚主要贮存于腺体中

8、袁通过控制腺体动物的消化系统具有毒害作用袁致使棉子得不到的分布和密度来调控棉酚的含量是一条有效地[3-4]充分利用袁大量的植物蛋白等资源白白流失遥途径遥目前已鉴定出的棉花腺体基因控制位点有与此同时袁棉酚能够帮助棉花抵御真菌尧病菌尧昆6个院1-6袁各个位点又存在多个复等位基[7-8]虫等的侵害袁在棉花自身防护机制中发挥重要作因袁其中袁1尧2和3是无腺体隐性主效基收稿日期院2015-03-12作者简介院姜鹏飞(1988―)袁男袁硕士研究生袁ji