基于转录组学分析辣椒对磷营养逆境的响应
2024-07-16分类号:S641.3
【部门】宁夏大学农学院
【摘要】【目的】探究辣椒幼苗在不同梯度磷胁迫下的转录水平及生理响应的变化,分析不同梯度磷胁迫的重要通路,并结合相关生理试验分析辣椒应对磷营养逆境的生理机制,筛选出调控磷营养逆境的转录因子及核心基因,为辣椒选育提供理论基础和基因资源。【方法】本研究以纯系辣椒CA#8幼苗根系为试验材料,采用霍格兰水培法培养至四叶一心期进行4个不同梯度磷胁迫处理,分别为对照组(CK,200μmol·L-1 NH4H2PO4)、缺磷胁迫组(DP,0μmol·L-1 NH4H2PO4)、低磷胁迫组(LP,20μmol·L-1 NH4H2PO4)和高磷胁迫组(HP,1 000μmol·L-1 NH4H2PO4)。处理2 d后对辣椒根系进行转录组测序(RNA-Seq),并在处理0、2、4和6 d后测定辣椒根系内源激素和抗氧化酶活性。【结果】与CK组对比,DP、LP、HP组的差异表达基因(DEG)分别为626、107、171个,通过GO、KEGG富集分析和WGCNA分析发现10个与磷信号途径相关的DEG,4个与植物激素信号转导途径相关的DEG,7个与抗氧化酶活性相关的DEG,并进行实时荧光定量(q RT-PCR)验证了转录组数据的准确性。对辣椒幼苗根系内源激素定量测定发现,随着磷胁迫时间的增加,与CK组对比,DP、LP、HP组幼苗根系内各种生长促进类的植物内源激素如赤霉素(GA)、油菜素内酯(BR)、细胞分裂素(CTK)、吲哚乙酸(IAA)、独脚金内酯(SL)、茉莉酸(JA)含量降低,生长抑制类激素如乙烯(ETH)、脱落酸(ABA)含量上升。其中,缺磷胁迫和低磷胁迫表现最为明显,对幼苗根系生长的抑制程度最大。不同梯度磷胁迫处理能够诱导辣椒组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性升高,胁迫后期SOD活性下降,POD和CAT活性趋于稳定。【结论】磷营养逆境下,辣椒通过响应磷信号途径、植物激素信号转导途径及抗氧化酶活性相关的差异表达基因,缓解了磷胁迫对辣椒幼苗生长的影响,增强了辣椒对磷胁迫的耐受性。
【关键词】辣椒 磷胁迫 磷饥饿响应 转录组 基因挖掘
【基金】宁夏自然科学基金(2022AAC03089);; 宁夏重点研发项目(引才专项)(2021BEB04079)
【所属期刊栏目】中国农业科学
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