Page 93 - 《广西植物》2023年第11期

１１ 期 田怀志等: 水涝胁迫下辣椒转录组特征分析及 ＥＳＴ￣ＳＳＲ 标记开发 ２ ０ ５ ３

Ａｂｓｔｒａｃｔ: ＳＳＲ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍａｒｋｅｒｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｂｕｎｄａｎｔ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ｄａｔａ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｏｏｌｓ ａｎｄ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｈｏｔ ｐｅｐｐｅｒ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ
ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ １２８ ９３９ Ｕｎｉｇｅｎｅｓ ｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ
ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｈｏｔ ｐｅｐｐｅｒ. Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｌｅｎｇｔｈꎬ ａｖｅｒａｇｅ ｌｅｎｇｔｈꎬ ａｎｄ ＧＣ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗｅｒｅ ５５ ０８２ ７２５ ｂｐꎬ １ １０１ ｂｐ
ａｎｄ ４０.５７％ꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｓｅｖｅｎ ｍａｊｏｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｄａｔａｂａｓｅｓꎬ １０２ １２３ (ＮＲꎬ ７９.２０％)ꎬ １１０ １５７ (ＮＴꎬ
８５.４３％)ꎬ ７０ ２０３ ( ＳｗｉｓｓＰｒｏｔꎬ ５４.４５％)ꎬ ７３ ５３９ ( ＫＯＧꎬ ５７.０３％)ꎬ ７７ ６４６ ( ＫＥＧＧꎬ ６０.２２％)ꎬ ７７ ４４２ ( ＧＯꎬ
６０.０６％) ａｎｄ ６８ ２１６ (Ｐｆａｍꎬ ５２.９１％) Ｕｎｉｇｅｎｅｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ａｎｎｏｔａｔｉｏｎｓ. Ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｌｉｐｉｄ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍꎬ
ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍꎬ ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍꎬ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ａｄａｐｔａｔｉｏｎꎬ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓꎬ ｓｉｇｎａｌ
ｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ ｐｌａｙｅｄ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｔｏ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ ｓｔｒｅｓｓ. (２) Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ２６ ５７４ ＳＳＲ ｌｏｃｉ
ｗｅｒｅ ｆｏｕｎｄ ｉｎ ２４ ８８９ Ｕｎｉｇｅｎｅｓ ｆｒｏｍ ｈｏｔ ｐｅｐｐｅｒ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ ｄａｔａ. Ｔｈｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ ＳＳＲ ｗａｓ ２０.６１％ꎬ ｏｆ ｗｈｉｃｈ ｓｉｎｇｌｅ
ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ｒｅｐｅａｔ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｒａｔｉｏ (３７.２６％)ꎬ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｔｒｉ￣ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ (３１.００％) ａｎｄ ｄｉ￣ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ
(２５.４４％) ｒｅｐｅａｔ ｔｙｐｅｓꎬ ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ ｆｏｒ ９３.７０％ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ＥＳＴ￣ＳＳＲ. Ｔｈｅ ｍｏｔｉｆｓ Ａ/ Ｔꎬ ＡＧ/ ＣＴ ａｎｄ ＴＣ/ ＧＡꎬ ｆｏｌｌｏｗｅｄ
ｂｙ ＡＴ ａｎｄ ＴＡꎬ ｗｅｒｅ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ａｂｕｎｄａｎｔ ｉｎ ｍｏｎｏ￣ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ａｎｄ ｄｉ￣ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ. Ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｃｏｍｍｏｎ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｔｒｉ￣ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓ
ｗｅｒｅ ＴＴＧ/ ＣＡＡ ａｎｄ ＡＣＡ/ ＴＧＴ. (３) １０ ００２ ｐａｉｒｓ ｏｆ ＥＳＴ￣ＳＳＲ ｐｒｉｍｅｒｓ ｗｅｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｐｒｉｍｅｒ ３. Ａ ｔｏｔａｌ ｏｆ ３０ ｐａｉｒｓ
ｏｆ ｐｒｉｍｅｒｓ ｗｅｒｅ ｒａｎｄｏｍｌｙ ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｆｏｒ ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｓｔꎬ ａｎｄ ａｌｌ ｏｆ ｔｈｅｍ ｗｅｒｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ. Ｓｅｖｅｎ ｐａｉｒｓ ｏｆ ｐｒｉｍｅｒｓ ｃｏｕｌｄ
ａｍｐｌｉｆｙ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｂａｎｄｓ ｉｎ ｔｈｒｅｅ ｈｏｔ ｐｅｐｐｅｒ ｇｅｒｍｐｌａｓｍｓ. Ｔｏ ｓｕｍ ｕｐꎬ ｔｈｅ ｍｏｔｉｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｄｏｍｉｎａｎｔ ＳＳＲ ｒｅｐｅａｔ
ｔｙｐｅ ｉｎ ｈｏｔ ｐｅｐｐｅｒ ｉｓ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｓｉｍｉｌａｒ ｔｏ ｔｈａｔ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｖａｒｉｅｔｉｅｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｈｏｔ ｐｅｐｐｅｒ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ
ｓｔｒｅｓｓ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｉｓ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｉｌｙ ｅｘｐｌｏｒｅｄꎬ ａｎｄ ｉｔｓ ＥＳＴ￣ＳＳＲ ｍａｒｋｅｒｓ ａｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｈｏｔ ｐｅｐｐｅｒ
ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ￣ｔｏｌｅｒａｎｔ ｇｅｎｅｔｉｃ ｂｒｅｅｄｉｎｇ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｃａｐｓｉｃｕｍ ａｎｎｕｕｍ (ｈｏｔ ｐｅｐｐｅｒ)ꎬ ｗａｔｅｒｌｏｇｇｉｎｇ ｓｔｒｅｓｓꎬ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍꎬ ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅꎬ ＥＳＴ￣ＳＳＲ

辣椒(Ｃａｐｓｉｃｕｍ ａｎｎｕｕｍ)作为世界上第二大茄 发均具有重要意义ꎬ是探究植物耐涝分子机制的

科蔬菜ꎬ是我国种植面积最大的蔬菜( 邹学校等ꎬ 有力工具ꎮ Ｋｉｎｇａ 等(２０２１) 对两个耐涝性不同的
２０２０)ꎮ 伴随着辣椒用途的不断开发和加工型产 黄瓜品种进行转录组分析ꎬ发现在耐涝品种中所
业的快速发展ꎬ其已成为我国乡村振兴的重要支 鉴定的基因与增强糖酵解、氨基酸代谢和不定根
柱产业之一ꎮ 但是ꎬ辣椒属于浅根系作物ꎬ根系不 发育相关ꎮ Ｘｕ 等(２０１７)对黄瓜转录组进行分析ꎬ
发达ꎬ再生能力弱ꎬ耐涝能力差ꎮ 长江中下游地区 发现耐涝植株表现出更高的碳水化合物代谢以及
涝害频繁发生ꎬ导致辣椒减产减收严重( 刘周斌 三磷酸腺苷和还原型辅酶Ⅰ的再生ꎬ以应对水涝
等ꎬ２０１５)ꎮ 目前ꎬ对辣椒耐涝胁迫方面的研究较 胁迫带来的能量危机ꎮ Ｐｉｍｐｒａｐａｉ 等( ２０１１) 研究
少且主要集中于生理方面ꎬ对其分子机理的研究 了两个不同耐涝性豌豆品种的分子响应变化ꎬ通
更少ꎮ 耐涝是受多基因控制的性状ꎬ难以定位ꎬ仅 过对根的转录组研究ꎬ发现能量代谢通路、激素、
基于表型很难快速地将这些性状加以利用ꎮ 利用 细胞壁修饰、膜转运蛋白和过氧化物酶相关的多
分子标记进行预选可减少群体规模ꎬ并可在辣椒 个差异表达基因可能有助于豌豆的耐涝ꎮ Ｌｉ 等
生长早期筛选出理想的基因型ꎬ可加速辣椒新品 (２０２２)通过转录组分析发现耐涝猕猴桃根系通过

种培育进程ꎮ 调节碳水化合物和氨基酸代谢来应对水涝胁迫ꎮ
转录组测序( ＲＮＡ￣ｓｅｑ) 技术利用高通量测序 另外ꎬ叶鹏等(２０１９) 通过对金花茶转录组数据的
进行基因表达水平分析ꎬ可以反映基因的转录水 挖掘ꎬ获得 ＳＳＲ 位点分布特征ꎬ为 ＳＳＲ 引物设计与
平ꎬ能快速有效地获得基因序列ꎮ 其因高通量、准 筛选提供依据ꎮ
确性和可重复性等优点ꎬ现已被广泛应用到分子 ＳＳＲ 因其具有丰富的数量、较高的多态性、良
生物学领域ꎮ ＲＮＡ￣ｓｅｑ 技术加速了新基因表达模 好的重复性以及共显性等优点而被广泛应用( 罗
式和功能的分析( Ｊａｉｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６)ꎬ是分析生物 冉等ꎬ２０１０)ꎬ但 ＳＳＲ 标记的开发需要经过构建文
体 基 因 表 达 量 变 化 的 重 要 工 具 ( Ｚｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ 库、筛选和测序等工作ꎬ既昂贵又繁琐ꎮ 如今ꎬ大
２０１７)ꎬ其对非模式植物的基因挖掘和分子标记开 规模开展的 ｃＤＮＡ 测序工作以及飞速发展的生物