Page 80 - 《广西植物》2020年第8期
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８ 期 姜楚等: 锥低磷胁迫响应基因的功能及代谢通路分析 １ １ ３ ５
传递链、脂质代谢、ｍＲＮＡ 加工、氧化还原过程、氧
表 １ Ｆ￣ＭＳＡＰ 接头和引物序列 化磷酸化、磷脂酰胆碱代谢、光系统Ⅱ中光电子传
Ｔａｂｌｅ １ Ａｄａｐｔｅｒｓ ａｎｄ ｐｒｉｍｅｒｓ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｏｆ Ｆ￣ＭＳＡＰ
递过程、抗氧化反应、ｔＲＮＡ 加工ꎻ归类于细胞成分
名称 序列(５′￣３′) (ｃｅｌｌｕｌａｒ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔꎬＣＣ) 的基因共有 ９ 条ꎬ包括叶
Ｎａｍｅ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ(５′￣３′)
绿体、细胞膜、线粒体内膜、光系统Ⅱ、细胞壁、呼
接头 Ａｄａｐｔｅｒ ＥｃｏＲ Ｉ￣ａｄａｐｔｅｒ Ｉ ＣＴＣＧＴＡＧＡＣＴＧＣＧＴＡＣＣ
吸链等组分ꎮ
ＥｃｏＲ Ｉ￣ａｄａｐｔｅｒⅡ ＡＡＴＴＧＧＴＡＣＧＣＡＧＴＣＴＡＣ ２.４ ＫＥＧＧ 代谢通路分析
利用超几何检验对 ＫＥＧＧ 中所有代谢通路进
ＨａｐⅡ/ Ｍｓｐ Ｉ￣ ＧＡＴＣＡＴＧＡＧＴＣＣＴＧＣＴ
行富集分析ꎬ结果显示ꎬ仅有 ２.７％ 的基因被注释
ａｄａｐｔｅｒ Ｉ
ＨａｐⅡ/ Ｍｓｐ Ｉ￣ ＣＧＡＧＣＡＧＧＡＣＴＣＡＴＧＡ 到具体的代谢通路中ꎬ其中显著性富集的 １ 条代
ａｄａｐｔｅｒⅡ
预扩增引物 ＥｃｏＲ Ｉ＋Ａ ＧＡＣＴＧＣＧＴＡＣＣＡＡＴＴＣＡ 谢通路( 代谢通路 ＩＤ:ｋｏ００１９５) 为 ｐｓｂＤ 基因参与
Ｐｒｅ￣ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ ＨａｐⅡ/ ＡＴＣＡＴＧＡＧＴＣＣＴＧＣＴＣＧＧＴ
ｐｒｉｍｅｒ Ｍｓｐ Ｉ＋Ｔ 调控的植物光合代谢途径ꎬ该基因编码光系统Ⅱ
选择性扩增引物 Ｅ３(Ｅ＋ＡＧ) ＧＡＣＴＧＣＧＴＡＣＣＡＡＴＴＣＡＡＧ Ｐ６８０ 反应中心 Ｄ２ 蛋白(图 ２)ꎮ
Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ￣
ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｅ５(Ｅ＋ＣＡ) ＧＡＣＴＧＣＧＴＡＣＣＡＡＴＴＣＡＣＡ
ｐｒｉｍｅｒ
３ 讨论与结论
Ｅ６(Ｅ＋ＣＣ) ＧＡＣＴＧＣＧＴＡＣＣＡＡＴＴＣＡＣＣ
Ｅ８(Ｅ＋ＣＴ) ＧＡＣＴＧＣＧＴＡＣＣＡＡＴＴＣＡＣＴ
Ｅ９(Ｅ＋ＧＡ) ＧＡＣＴＧＣＧＴＡＣＣＡＡＴＴＣＡＧＡ 植物对磷胁迫的分子响应机制涉及由大量基
Ｈ－Ｍ１ ＡＴＣＡＴＧＡＧＴＣＣＴＧＣＴＣＧＧ￣ 因及转录因子等参与的复杂的调控网络ꎬ在低磷
(Ｈ－Ｍ＋ＡＡ) ＦＡＭ ＴＡＡ
胁迫下ꎬ植物通过调控基因表达来调节生长及代
Ｈ－Ｍ２ ＡＴＣＡＴＧＡＧＴＣＣＴＧＣＴＣＧＧ￣
(Ｈ－Ｍ＋ＡＣ) ＦＡＭ ＴＡＣ
谢途径以促进对环境中有效磷的吸收及高效利用
Ｈ－Ｍ５ ＡＴＣＡＴＧＡＧＴＣＣＴＧＣＴＣＧＧＴ￣
(Ｈ－Ｍ＋ＣＡ) ＦＡＭ ＣＡ (Ｘｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８)ꎮ 高通量测序技术的发展ꎬ能够
为深入的植物基因序列分析提供技术支撑ꎬ对目
前无参考基因组信息的物种尤为重要( 贾新平等ꎬ
通过序 列 拼 接 软 件 操 作ꎬ 得 到 锥 模 板 参 考 序 列
２０１４)ꎮ 基于此ꎬ对锥的基因组测序信息进行系统
ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ.ｆａｓｔａ文件ꎬ共包含 １ ４８８ 条 ｃｏｎｔｉｇ 序列(包
分析ꎬ用以探寻木本植物对低磷胁迫响应的关键
括正反互补链)ꎮ
基因及其调控机制ꎮ 该研究首先利用高通量测序
２.２ 序列比对及环境关联分析
数据为锥拼接出参考序列ꎬ共包含 １ ４８８ 条模板序
根据 ２０１４ 年校正的鼎湖山大样地土壤环境数
列ꎬ并将 ３７４ 个个体序列与模板序列的比对结果
据ꎬ能够对应序列信息的锥个体共有 ３７４ 个ꎮ 共
结合鼎湖山大样地土壤 ａｐ 数据进行相关性分析ꎬ
筛选出 ３７ 条 与 ａｐ 显 著 相 关 ( Ｐ < ０. ０５) 的 基 因
筛选出 ３７ 条显著相关基因ꎮ
序列ꎮ
光合作用与植物生长和 生 物 量 生 产 密 切 相
２.３ 功能注释及 ＧＯ 富集分析 关ꎬ植物的生长依赖于光合作用ꎬ磷是叶绿体的重
经过基因功能注释以及 ＧＯ 富集分析ꎬ在锥的 要组成元素ꎬＰｉ 参与重要的 Ｃａｌｖｉｎ 循环过程ꎬ因此
２９ 个 ＧＯ 注释分类中( 表 ２ꎬ 图 １)ꎬ归类于分子功 磷在光合作用中起关键作用(Ｇｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１７)ꎮ 已
能( ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎꎬ ＭＦ) 的 基 因 最 多ꎬ 共 有 １３ 有研究表明ꎬ光合作用对低磷胁迫敏感ꎬ许多参与
条ꎬ涉及磷脂酶 Ｄ 活性、ＲＮＡ 结合活性、钙离子结 光合作用的调控基因在受低磷胁迫时表达发生显
合活性、细胞色素 ｃ 氧化酶活性、载流子活性、光 著变化(Ｓｌａｔｔｅｒｙ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎮ 研究发现ꎬ大豆中
电子转运活性、血红素结合活性、过氧化物酶活性 编码光合过程中重要化合物成分的四个关键基因
等功能ꎻ归类于生物学过程(ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｃｅｓｓꎬＢＰ) ＰｓｂＺ、ＰｓｂＮ、ＰｓｂＨ 和 ＰｓｂＫ 在磷受限时表达下调ꎬ而
的基因共有 １１ 条ꎬ涉及 ＲＮＡ 剪接、有氧呼吸、电子 ＮＡＤＰ 依赖的苹果酸酶基因和两个丙酮酸激酶基
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