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作者:黄璐瑶;侯丛哲;刘振华;段童瑶;李壮壮;王彬;李佳;
单位:山东中医药大学药学院;山东中医药大学实验中心;
摘要:加权基因共表达网络分析(WGCNA)是一种经典的系统生物学分析方法,可用于鉴定协同表达的基因模块,探索模块与目标性状的生物学相关性,挖掘模块中的核心基因。本研究收集300 mmol·L~(-1) NaCl处理0、12、24、48、72 h的忍冬(Lonicera japonica Thunb.)叶片的15份转录组数据,利用WGCNA方法鉴定忍冬响应盐胁迫的基因共表达网络模块,共得到8个共表达网络模块。其中Brown和Black模块的基因表达模式随NaCl处理时间的延长均表现为由负到正的变化趋势,且两模块的特征向量(ME)之间相关性较高,说明Brown和Black模块是忍冬抗盐相关特异性模块。通过计算模块内基因的连通性挖掘得到Black模块4个核心基因及Brown模块10个核心基因,功能注释表明这些基因可能在忍冬抗盐过程中发挥着重要作用。基因相对表达量分析结果显示,多数核心基因表达量与胁迫时间呈反比,表现为在盐胁迫12 h时表达量增加,而后降低;表达量在盐胁迫12 h时显著增加的核心基因Ljap00036010、Ljap00006511和Ljap00032341均参与植物光响应途径,说明核心基因可能通过快速转录在忍冬盐胁迫应答早期发挥功能,尤其是光响应途径的快速应答。本研究结果提供了对忍冬响应盐胁迫调控网络的进一步了解,对选育耐盐碱植物适应盐碱地、发展金银花产业和盐碱地开发利用至关重要,但核心基因的功能和作用机制还有待深入研究。
关键词:忍冬;;盐胁迫响应;;加权基因共表达网络分析(WGCNA);;基因模块;;核心基因
基金资助:山东省农业良种工程项目“耐盐碱生态经济树种新品种选育”(2023LZGVC012);; 国家重点研发计划项目“高品质道地金银花规模化种植及精准扶贫示范研究”(2017YFC1701503);; 山东中医药大学药学院青年教师科研强基计划项目“LjCIPK15响应盐胁迫调控忍冬有效成分积累的机制研究”(KYQJ-202302)