Page 105 - 《广西植物》2020年第4期

４ 期 张林甦等: 阴地蕨全转录组分析及植物激素信号转导相关基因筛选 ５ ４ ３

２.６ 转录组结构 Ｃｈａｓｅ ꎬ ２０１４ꎻ张开梅等ꎬ２０１６)ꎮ 将阴地蕨转录组
ＣＤＳ:通过 ＢＬＡＳＴ 得到 ３８ ２１２ 个 ＣＤＳꎬ用 ＥＳ￣ 与其他 蕨 类 如 石 松 目 的 蛇 足 石 杉 全 株 ( Ｙａｎｇ ｅｔ
ＴＳｃａｎ 方法得到 ４ ８９０ 个 ＣＤＳꎬ 共得到 ４３ １０２ 个 ａｌ.ꎬ ２０１７)转录组进行比较ꎬ发现总体注释率均在
ＣＤＳꎬ平均长度 ７４９ ｂｐꎬ Ｎ５０ 为 １ １３７ꎮ ５５％ ~ ６０％ꎬＫＥＧＧ 注释的途径中涉及基因最多的

ＴＦ:共筛选到 ６０ 个转录因子基因家族共１ ５０２ 也是代谢ꎬ另外这两种植物中对于环境适应的基
个 ＴＦ 基因ꎬ数量超过 １００ 的有 Ｃ３Ｈ ＭＹＢ 和 ＭＹＢ￣ 因也都占到一定比例ꎬ说明蕨类植物对于环境的
ｒｅｌａｔｅｄ 以及 ｂＨＬＨ 转录因子家族ꎬ其他较多的还有 适应调动了不少基因ꎬ所以能较好地适应环境变

ＡＰ２￣ＥＲＥＢＰ、ＷＲＫＹ、ＧＲＡＳ 等转录因子ꎮ 化ꎬ成为现存的一类古老植物ꎮ 因此研究阴地蕨
ＳＮＰ:共发现 １７ １９５ 个 ＳＮＰ 位点ꎬ其中碱基转 这类植物的生长发育有一定的意义ꎬ尤其是那些
换 １１ １２２ 个ꎬ包括 Ａ－Ｇ ５ ４５２ 个、Ｃ－Ｔ ５ ６７０ 个ꎻ颠 筛选出来但是功能未知的基因值得进一步探讨ꎮ
换 ６ ０７３ 个ꎬ包括 Ａ－Ｃ １ ４４４ 个、Ａ－Ｔ １ ７２９ 个、Ｃ－ 植物激素是影响植物生长发育的重要因素ꎮ
Ｇ １ ４１８ 个、Ｇ－Ｔ １ ４８２ 个ꎮ 通过 ＫＥＧＧ 分析找出了目前已知的八条植物激素
ＳＳＲ:最多的是二核苷酸重复ꎬ有 ３ ６６６ 个ꎻ其 信号转导途径中的基因ꎬ大部分基因家族包含的
次是三核苷酸重复ꎬ３ ４３９ 个ꎻ接下来依次是单核 基因数目较少ꎬ比较方便下一步的克隆、分析及功
苷酸重复(５６３ 个)、六核苷酸重复(２６０ 个)、四核 能鉴定等研究ꎬ但是有的基因家族包含的基因数

苷酸重复(１６９ 个)和五核苷酸重复(１４８ 个)ꎮ 目较多ꎬ如赤霉素途径中的 ＴＦ 和 ＤＥＬＬＡ、油菜素
甾醇 途 径 中 的 ＢＲＩ１、 细 胞 分 裂 素 途 径 中 的 Ｂ￣
３ 讨论 ＡＲＲ、脱落酸途径中的 ＰＰ２Ｃ 等都有几十、甚至上

百个成员ꎮ 这就需要进一步找出关键基因ꎬ缩小
阴地蕨是民间常用的药用、非模式植物ꎬ主要 研究范围ꎬ可以通过对不同组织、器官或者不同处
药用成分为黄酮类和多糖类ꎮ 理后进行差异表达基因( ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｘｐｒｅｓｓｅｄ ｇｅｎｅｓꎬ
通过转录组测序( ＲＮＡ￣ｓｅｑ) 测得阴地蕨转录 ＤＥＧｓ)分析ꎬ这也是本研究的局限ꎮ 另外ꎬ虽同属

组 ｃｌｅａｎ ｂａｓｅｓ 共 ６.６７ Ｇｂꎬ各项指标显示测序深度、 于蕨类植物ꎬ但是有些蕨类生长特性差别很大ꎮ
组装读长均较好ꎮ 对 Ｕｎｉｇｅｎｅ 在七大数据库中进 阴地蕨生长迅速ꎬ每年以孢子方式繁殖ꎬ蛇足石杉

行注释ꎬ发现注释率最高的是 ＮＲ 数据库ꎬ因 ＮＲ 生长缓慢ꎬ孢子萌发需要数年( Ｇｕｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ２００９)ꎮ
数据库本身数据量大ꎬ包含经过验证的和预测的 对比蛇足石杉植物激素信号转导途径涉及的基因

蛋白ꎬ所以注释率虽然高ꎬ但是注释结果仍然需要 数量 ( 本 实 验 室 数 据ꎬ存 放 于 ｈｔｔｐ: / / ｂｉｇｄ. ｂｉｇ. ａｃ.
结合其 他 数 据 库 的 注 释 来 考 虑ꎮ 从 ＮＲ、 ＣＯＧ、 ｃｎ / ｇｓａꎬ登录号 ＰＲＪＣＡ００１３２５)ꎬ发现有的基因家
ＫＥＧＧ、Ｓｗｉｓｓｐｒｏｔ 以及 Ｉｎｔｅｒｐｒｏ 的注释结果韦恩图 族组成有很大的不同ꎬ数量差别达一倍以上ꎮ 在
分析ꎬ可以看出有 １２ ５２２ 个 Ｕｎｉｇｅｎｅ 是处于五个数 阴地蕨的赤霉素信号途径中的鉴定出的 ＴＦ( ＰＩＦ４

据库的交集ꎬ表明这部分基因的注释可靠性较高ꎮ 和 ＰＩＦ３)、油菜素内酯信号途径 ＢＡＫ１、ＢＺＲ１ / ２ 和
ＧＯ、ＣＯＧ 和 ＫＥＧＧ 注释是基因注释的重要途 ＴＣＨ４ 家族包含更多基因ꎬ而在蛇足石杉的分裂素
径ꎬ 分 别 从 基 因 本 体 ( ｇｅｎｅ ｏｎｃｏｌｏｇｙ )、 聚 类 信号途径中 ＣＲＥ１ 和 Ａ￣ＡＲＲ、油菜素内酯信号途径

(ｃｌｕｓｔｅｒ)以 及 通 路 ( ｐａｔｈｗａｙ) 进 行 描 述ꎮ 在 ＣＯＧ ＢＳＫ、脱落酸信号途径 ＮＰＲ１ 和 ＴＧＡ 基因家族拥有
分析中ꎬ发现有 ９９５ 个功能未知 Ｕｎｉｇｅｎｅꎬ占 ４.８％ꎮ 更多基因ꎬ暗示以上基因在这两种植物中可能具有
阴地蕨属厚囊蕨纲( Ｅｕｓｐｏｒａｎｇｉｏｐｓｉｄａ) 瓶儿小草目 不同的生长调控作用ꎬ而这两种植物表现出不同的
(Ｏｐｈｉｏｇｌｏｓｓａｌｅｓ)植物ꎬ是众多蕨类植物中的一员ꎮ 生长模式的原因很有可能与这些基因家族有关ꎮ
蕨类植物在地球上分布广、存在时间长ꎬ大部分可 除了内源性的激素等因素ꎬ外界环境如光照、
以形成孢子ꎬ处于低等植物向高等植物过渡的位 温度、刺激、土壤等都会对植物的生长发育产生影
置ꎬ生 长 发 育 过 程 有 自 身 特 色 ( Ｃｈｒｉｓｔｅｎｈｕｓｚ ＆ 响ꎮ 很多研究致力于找到几种影响因素的关键节