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转录调控因子揭示了地毯草(Axonopus compressus)对干旱

摘要

背景

地毯草(Axonopus compressus(L.)]是世界各地的重要暖季常年草,以其对各种环境条件的适应性而闻名。然而,地毯草在公共数据库中缺乏足够的数据,这局限于我们理解环境适应,基因发现和分子标记的发展的机制。在目前的研究中,DEGS(差异表达基因)Axonopus compressus通过RNA-SEQ鉴定出干旱胁迫(DS)并与CK(对照)进行比较。

结果

共鉴定出263,835个unigenesAxonopus compressus和201,303(也添加到剩余的2个数据库的数量),在七个数据库中的至少一个中,一系列未匹配的未匹配。总共153,697(58.25%)的未分类为144kegg途径和7444个unigenes在DS和CK之间表达差异,其中4249次上调,3195个是下调的unigenes。在50个明显富集的GO期间,18,6和14项分别与BP,CC和MF相关。对耐力浓度的耐候涉及143种不同的途径,揭示了2569只不同途径。上调2747只次数,下调2502次。此外,我们确定了352个转录因子(TFS)Axonopus compressus其中270在CK和DS之间进行差异表达270。QRT-PCR验证实验还支持转录的转录响应Axonopus compressus针对干旱。转录组单基因的准确性Axonopus compressus经BLAST检测,发现Axonopus compressus在NCBI。

结论

其中7444个unigenes分布在DS处理和CK处理之间,表明水稻抗旱性强Axonopus compressus.目前的调查结果提供了第一个框架,用于进一步调查这些unigenes的特定角色Axonopus compressus回应干旱。

强调

  1. 1。

    Axonopus compressus能够通过激活潜在的防御机制来承受严重的干旱胁迫。

  2. 2。

    我们调查了干旱强调和正常的差异转录组Axonopus compressus植物

  3. 3.

    已经确定了参与抗旱工作的新成员

  4. 4.

    鉴定出的抗旱基因并不适用于其他胁迫。

  5. 5。

    被识别的基因也会对压力做出反应拟南芥蒂利亚纳以不同的方式。

背景

Axonopus是草地(Paniceae; Poaceae; triticeae)的属。已经确定了大约100种Axonopus [<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 1" title="1" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1135">1],一般分布于中国、非洲、阿拉斯加、中亚、东亚、北海、南美洲及大洋洲沿岸[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 2" title="2" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1138">2,<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 3" title="3." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1141">3.].大约超过40%(55.5×106公里2),除格陵兰岛和南极洲外,全世界都是草原[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 4" title="4" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1146">4].

气候变化的社会和生态易感性是现代时代的巨大问题。Grassland根据政策,社会经济因素,土地利用和当地气候的改动,对生态系统的脆弱性提出了额外的观点[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 4" title="4" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1152">4].由于各地区的气候危害暴露变得更加明显,因此生态系统易于具有更大程度的脆弱性。在全球范围内,由于缺乏足够的土壤水分,生态系统的社会生态属性的数量急剧变化[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 5" title="5" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1155">5].

植物的生长、营养平衡和光合动力学受到干旱的影响[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 6" title="6" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1161">6].具有不同形态、生理和分子基础上的干旱响应机制的耐旱植物可以用来应对水分亏缺。鉴于地毯草在生态系统保护中的重要作用,科学家(从宏观角度)正在研究地毯草如何响应全球变化,包括干旱、盐度、温度升高和CO2海拔[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 7" title="7" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1166">7,<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 8" title="8" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1169">8].然而,由于地毯草基因组资源的有限性,对其生态多样性的遗传基础研究较少。到目前为止,只有有限的est和来自地毯草的蛋白质序列被提交到公共在线数据库[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 9" title="9" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1172">9].不同基因的发现也很滞后,碰巧只有少数基因被克隆并在功能上得到验证[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 10" title="10." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1176">10.,<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 11" title="11." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1179">11.].

ABI/SOLiD、Roche/454和Illumina/Solexa等下一代测序(NGS)高通量技术已经以相对较低的成本促进了大规模基因组资源的生产[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 12" title="12." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1185">12.,<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 13" title="13." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1188">13.].下一代测序已经有效地利用,以在许多植物种类中产生大规模的转录组细节,如米饭[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 14" title="14." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1191">14.),拟南芥<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 15" title="15." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1194">15.,<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 16" title="16." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1197">16.], 小麦 [<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 17" title="17." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1201">17.],大麦[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 18" title="18." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1204">18.和玉米[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 19" title="19." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1207">19.].

植物试图重新编程他们的代谢活动和增长,同时面对水赤字条件。它恰好是显而易见的,植物显示出对有限的水条件的不同和极其动态的反应[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 20" title="20." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1214">20.].这些反应因多种因素而异,包括基因型、实验程序、取样技术和时间[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 20" title="20." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1217">20.,<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 21" title="21." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1220">21.].许多科学家已经研究了应对干旱胁迫的分子机制,以确定与水分吸收有关的基因的特征[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 22" title="22." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1223">22.],运输渠道[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 23" title="23." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1226">23.,<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 24" title="24." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1230">24.]和转录因子[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 25" title="25." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1233">25.].所有这些属性都被认为是植物中的耐旱耐受性的调节因子,尽管已经确定了许多分子元素和干旱耐受机制的基因网络,但仍未完全阐明[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 21" title="21." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1236">21.].

方法

植物材料和干旱治疗

三十天的历史Axonopus compressus生长均匀的L.植株从海南大学种质资源库中获得。海南大学林学院热带特种林木和观赏植物遗传与种质创新教育部重点实验室,海口570228。植株在控制条件(27°C, 16 h日照,60% RH)的室中生长。总计90Axonopus compressus将羊草植株分为CK(对照组)和DS(干旱试验组)2组。每个花盆5个插条,每个重复组20个插条。本实验包含3个重复,分别命名为R1、R2和R3。采用聚乙二醇(PEG-8000)诱导干旱处理。48小时后更换PEG-8000溶液。在干旱处理诱导后0 h、6 h、12 h、18 h、24 h、36 h、48 h和72 h 8个时间点,从CK和DS植株中随机选择功能叶(第3 ~第5成熟叶)进行生理特性测定。转录组测序时,样品立即在液氮中冷冻,在−80°C下保存,最后送往中国武汉东湖高新区高新路迈特华生物科技有限公司。

测量生理特性

在诱导干旱后,以0h,6h,12h,18h,24h,36h,48小时,24小时,36小时,48小时和72小时的不同时间间隔记录生理性状。叶片水势(LWP)由Scholander腔室(SF-PRE-70,SolfrancTecnologíasl,vila-seca,西班牙)测量。通过估计电导率来测量电解质泄漏(EL)[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 26" title="26." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1265">26.].在解决方案中,使用在室温下漂浮(Mettler-Toledo Instruments Co.,Ltd.,Shanghai,China)之后使用电解质泄漏(S1)测量电解液(S1)。将烧瓶置于沸水浴中30分钟后收集总电导率(S2)。还估计了相对含水量(RWC),如Liu等人所述。[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 27" title="27." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1268">27.].对于每种植物,为LWP,EL和RWC收集了三种独立的重复。所有测量均按三次生物重复记录。

RNA的提取Axonopus compressus,图书馆准备

总RNAAxonopus compressus通过使用Trizol方法(Invitrogen,Carlsbad,Ca,USA)提取。Nanodrop分光光度计(QUBit 2.0,Agilent 2100)访问RNA完整性,纯度和浓度。测序图书馆Axonopus compressus由NEBNEXT®Ultra™RNA库预备Kit为Illumina®(新英格兰Biolabs,Ipswich,Ma,Ma,美国)创建,如制造商所建议的那样。通过随机六聚体引物合成CDNA的第一条链,然后使用DNTPS,缓冲液,DNA聚合酶I和RNase H合成产生cDNA的第二股。最后,使用Ampure XP珠子纯化CDNA和之后的末端修复和单核苷酸A(腺嘌呤)添加,CDNA文库(合格)由PCR技术开发。Qubit 2.0用于初级定量,其次是Agilent 2100,用于识别库插入尺寸。此后,Q-PCR技术已被用于准确定量文库的有效强度(有效的文库浓度> 2nm),以保证图书馆质量。通过一系列筛选步骤后,使用Illumina Hiseq Xten执行的高通量测序。蛋白质编码区域精度和完整性评估Axonopus compressus通过使用Busco分析进行(Busco_v2 / V3)进行[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 28" title="28." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1292">28.].

QRT-PCR验证RNA-SEQ数据

从CK组和DS组中提取RNA,建立cDNA文库。根据厂家建议的方案,通过MonScript (Monad)进行第一链的合成。采用Biosystems-7500 (Thermofisher Scientific)进行qRT-PCR,引物对列在附加文件中<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">1;表S1。通过CT-方法定量基因表达,并且actin1用作标准化的参考。

结果

干旱胁迫对生理指标的影响Axonopus compressus

在图中。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">1结果表明,H2O2(图。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">1a)生产和MDA浓度(图。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">1b)在干旱处理的植物中增加。MDA值和h2O2生产率随着延长的干旱胁迫治疗而增加,而MDA值和H的生产率2O2在干旱诱导后36 h显著增加(p < 0.01). Similarly, the leaf water potential and relative water content decrease significantly under drought, contrarily, the electrolyte leakage increased over the drought period inAxonopus compressus.就像MDA和H一样2O2随着干旱胁迫增加的时间,EL的值也增加。虽然,叶水势的值和相对含水量随着延长的干旱胁迫而降低(图。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">1C)。

图1
图1

干旱对生理特性的影响Axonopus compressus。一种;干旱对H的影响2O2生产,B;干旱胁迫对MDA含量的影响,C;干旱诱导的WP,D;干旱在叶rwc,e的影响电解质泄漏(EL)的干旱胁迫影响Axonopus compressus

RNA-SEQAxonopus compressus重新组装

RNA-SEQ CDNA文库(DS和CK每次重复)导致352.84百万的原始读数,其中约347.73亿清洁读入利用Trinity软件的Contig,往往为54.9亿到62.25每个库的百万读数,大约97%的读数,质量得分为Q20(精度为99%)(附加文件<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">1;表S2)。将Contig组装成278,042个unigenes,平均长度为1066bp和N50长度为1430 bp。所有ungenenes均超过200亿元,其中11.77%(32,718人)是2000年的BP。我们通过采用基准通用单拷贝立体(Busco)包来评估转录组的组装数据。搜索的总BUSCO的数量为1440.组合转录组中的完整BUSCO的数量为1080(75.00%),只有198个核心基因(13.75%)碎片Axonopus compressus(附加文件<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">2;图S1)。

unigenes的功能注释和分类

unigenes的组装来自Axonopus compressus被Blastx注释(电子值<10- 5)在不同的数据库中。unigenes总量为135,716(48.81%)、188,334(67.64%)、120,455(43.32%)、189,422(68.13%)、100,588(36.18%)、153,958(55.37%)和128,626 (46.26%)- 5)分别对抗Kegg,NR,Swissprot,Trembl,Kog,Go和PFAM(图。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">2a).在278,042个高质量序列中,有191,893个(69.03%)unigenes在7个公共数据库中至少有一个具有显著性的序列与之互补。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">2b)、具有显著值的unigenes (E-value10)- 5),其中94个unigenes对应5个数据库。

图2
figure2

一个;在七个数据库中匹配的Unigenes,b;维恩图的微分BLAST结果Axonopus compressus.还提出了用五个数据库和共同注释的基因编号注释的unigenes的数量,c;同源种分布Axonopus compressus在NR数据库中注释,d;转录组数据的主要成分分析

序列同源性的对准表明,与...相比,39,439(20.94%)序列Setaria Italica.;35,283(18.73%)序列有很大的命中玉米,紧随其后的是高粱双色(35,034,18.6%),Penicum Hallii.(23,894,17.47%),Dichanthelium oligosanthes(18,896,10.03%)和Oryza sativa japonica组(6551例,3.48%)。犁囊祛湿其中包括1675(0.89)和9.86%的序列(18562)与其他物种同源(图。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">2C)。基因的表达在不同个体之间具有生物可变性,并且基因之间的表达程度存在差异。每百万个对齐的读取(FPKM)值每千碱基的读数是每个样品中每个基因模型的标准化表达估计。为了评估CK和DS治疗样品之间的主要光谱差异,我们进行了PCA(图。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">2d).结果表明,CK和DS样品处理之间存在明显的分离,这表明两组处理样品在PCA图上的光谱位置不同(图2)。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">2d)。

为了证明unigenes预测的准确性,来自转录组的核苷酸序列Axonopus compressus在BLAST搜索中使用阈值E-value < 10- 5.结果显示,共获得3300个序列Axonopus compressus在NCBI数据库中。该分析提供了对当前数据集中unigenes序列一致性的评估。根据GO蛋白数据库中BLASTx高评分匹配结果,确认计算机数据库中GO蛋白的BLASTx高评分预测匹配结果,共有153,958个unigenes被归为Blast2GO (E-value < 10)- 5))至少被指定一次。如图1所示。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">3.其中,unigenes涉及氧化石墨烯的3大类和59个亚类,即生物过程(BP), 28个主要亚类(405,025个unigenes);细胞室(CC), 18个主要亚类(460,094个unigenes);分子功能(MF),有13个主要亚类(194,989个unigenes)。

图3
图3

一个;功能分类为GO术语Axonopus compressus.在Y轴上显示了主要类别内的特定子类别中的基因数量;子类别的名称显示在X轴上,b;KOG的功能分类Axonopus compressus转录组。在Kog数据库中具有重要同源性的unigenes(电子值<10- 5)被分为26个Kog类别。X轴上的大写字母表示直方图右侧的Kog类别c;KEGG途径富集的DEGsAxonopus compressus.图中只有DS与CK相比的前20条富集途径;不同的颜色表示不同的q值,气泡的大小表示deg的数量

在生物过程类别中,细胞过程(21.43%)是最大的亚群,其次是代谢过程(19.70%)、生物调节(9.24%)、刺激反应(9.22%)和生物过程调节(8.36%)。在细胞组分类别中,最大的亚群是细胞(22.53%),其次是细胞部分(22.47%)、细胞器(17.22%)和膜(11.72%)。同样,在分子功能范畴中,主要的亚基是结合活性和催化活性,分别占77.78和69.28%,与分子功能相关的unigenes为115199个。在Axonopus compressusunigenes中有112 492个(42.64%)被分类(e值)< 10–5) into twenty-six KOG clusters (Fig.<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">3.b)最大的群体包括;1)一般功能预测,仅(21955个基因,19.52%);2)翻译后修饰、蛋白质翻转和伴侣基因(11,636个基因,10.34%);3)信号转导机制(11,302个基因,10.05%);4)功能未知(5785个基因,5.14%);5)碳水化合物运输与代谢(5616个基因,4.99%)。

代谢途径分析Axonopus compressus通过kegg.

共有135717人(51.44%),占263835人Axonopus compressusunigenes在KO中具有显著的对应关系。所有这些unigenes被限制在5大类103个KEGG通路中(图1)。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">3.b). KEGG通路(包括4303个unigenes)是一个主要群体的成员,代谢(D), 921个与遗传信息处理(C)有关,184个与细胞过程(a)有关,347个与环境信息(b)有关,151个与生物系统类别(E)有关(补充文件)<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">2;图S2)。

CD预测Axonopus compressus

BLASTx蛋白数据库(NR和SwissProt数据库)共鉴定出278042个非同源CDSs,其中大于500 bp的有23652个,大于1000 bp的有12520个,大于2000 bp的有32718个。此外,43,713个unigenes未与NR和SwissProt数据库系统连接。Estscan(版本;利用3.0.3)软件对unigene CDSs的ORF、频率分布、长度及相关氨基酸序列进行解读。

差异表达的基因(DEGS)分析Axonopus compressus

在差异表达的ungene中,7444在干旱胁迫(DS)和对照(CK)处理样品中的表达差异显著。干旱处理下,4249个株数上调,3195个株数下调(p <(图0.05)。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">4一种)。还通过聚类分析介绍了DEG的表达谱,表明CK和DS治疗的显着不同的反应Axonopus compressus(图。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">4b)。

图4
图4.

一个差异表达基因火山图Axonopus compressus.显示CK和DS中的上调和下调的未经植物的数量。红色表示上调基因,绿色代表下调的unigenes,蓝色表示基因表达没有显着差异,b;差异表达unigenes的聚类分析Axonopus compressus在对CK和DS治疗的反应中

去衔接浓缩分析

通过使用基因本体(GO)和DEG富集分析Axonopus compressus,将23,766只DEG分为三个GO组,4592个数字与CK相关的DS相关(超过一个术语注释的次数),其中与BP,477相关的2766项与CC和1349相关联MF。

在附加文件中呈现了三个GO类别中显着丰富的键50次<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">2;图S4。在前50名的身份显著丰富(更正P价值<[类胡萝卜素生物合成过程GO:0016117,类胡萝卜素代谢过程GO:0016116,细胞胺代谢过程GO:0044106,细胞生物胺代谢过程GO:0006576,细胞热响应GO:0034605,细胞过渡金属离子稳态GO:0046916,谷氨酰胺家族氨基酸生物合成过程GO:0009084、II组内含子剪切过程GO:0000373、热驯化过程GO:0010286、寡糖分解过程GO:0009313、棉子糖分解过程GO:0034484、棉子糖代谢过程GO:0033530、调节种子萌发过程GO:0010029、调节幼苗发育过程GO:1900140、响应高光强度GO:0009644,响应过氧化氢GO:0042542,四萜生物合成过程GO:0016109,四萜代谢过程GO:0016108], 6个项目与CC相关[叶绿体核类GO:0042644, DNA包装复合物GO:0044815,核类GO:0009295,核小体GO:0000786,14个项目与MF[4-香豆酸-辅酶a连接酶活性GO:0016207, α -半乳糖苷酶活性GO:0004557, arogenate dehyatase活性GO:0047769,碳氮连接酶活性,以谷氨酰胺为氨基-n donor GO:0016884,铁铁结合GO:0008199,氧化还原酶活性氧化还原酶活性氧化还原酶活性氧化还原酶活性氧化还原酶活性氧化还原酶活性氧化还原酶活性氧化还原酶活性氧化还原酶活性氧化还原酶活性氧作为受体GO:0016724,棉糖-半乳糖苷酶活性GO:0052692,水通道活性GO:0015250,水跨膜转运活性GO:0005372](补充文件<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">3.).

Axonopus compressusKEGG途径富集分析

通过KEGG通路富集分析发现,2569个DEGs参与了143个不同类型的通路Axonopus compressus。通过将DS与CK进行比较,发现2747只可上调,并且已经鉴定为缺陷水中的下调2502°。发现的二十个键途径通过比较DS与CK进行了显着富集(图。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">3.C)。该途径包括缬氨酸,亮氨酸和异原生物合成(215 unigenes),斯蒂屈甲蛋白,二芳肽和姜醇生物合成(330 ungenenes),淀粉和蔗糖代谢(1642个unigenes),RNA降解(1536个unigenes),内质网中的蛋白质加工(1628个ungenenes),卟啉和叶绿素代谢(559 ungenes),植物激素信号转导(1672 unigenes),苯丙氨酸,酪氨酸和色氨酸生物合成(601 unigenes),代谢途径(1659个unigenes),Mapk信号通路植物(1661个unigenes),亚油酸代谢(32.3.unigenes), Glyoxylate and dicarboxylate metabolism (1050 unigenes), Glycosphingolipid biosynthesis - globo and isoglobo series (103 unigenes), Galactose metabolism (735 unigenes), Carotenoid biosynthesis (506 unigenes), Carbon fixation in photosynthetic organisms (820 unigenes), Biosynthesis of secondary metabolites - unclassified (223 unigenes), Biosynthesis of secondary metabolites (1661 unigenes), Biosynthesis of amino acids (1655 unigenes), Alanine, aspartate and glutamate metabolism (639 unigenes) (Additional file<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">2;图S3)。

干旱应激相关差异表达转录因子(TFS)

转录因子在植物的生长和发育中发挥着至关重要的作用,因此可以刺激和/或抑制转录基因表达,以维持缺陷水胁迫的正常生理功能。在目前的研究中,观察到352种TFSAxonopus compressus基于ITAK,其中包括270个转录因子和81个与32和16个家庭相关的转录监管因素(附加档案<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="supplementary material anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">1;表S3,S4)。差异分析显示,如DS和CK之间的比较所示,270种转录因子不同,已经注意到216种转录因子上调,而54种转录因子被发现下调。

QRT-PCR验证转录物Axonopus compressus在干旱

为了检验RNA-seq结果的有效性,我们使用qRT-PCR分析了三个生物重复的6个转录本的表达情况(图)。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">5).所有基因均被鉴定为显著差异表达值(DEGs)。qRT-PCR结果显示,这些基因的表达模式与RNA-seq分析结果一致。为验证结果,采用qRT-PCR对6个干旱响应基因(NAC、MAP Kinase1、MYB2、PIP1、WRKY1、ABI5)进行了验证。对不同基因进行扩增,比较基因表达和RNA-seq结果,本研究发现干旱响应基因的表达支持RNA-seq结果。

图5
图5.

干旱响应基因的qRT-PCR表达验证A.压缩.条形图显示了相对表达一个;NAC,b;地图Kinase1,c;myb1,d;pip2,e;WRKY1,F;ABI5

讨论

植物有一个苗条的生活方式,通常面对干旱,冷,热,盐和洪水等不利的环境环境。赤字水是最值得注意的环境决定因素,影响全球各地的作物产量[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 29" title="29." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1780">29.].为了改善抗缺陷水分应激的潜在公差机制,并且还在植物中发育抗旱性,许多专家试图阐明促进植物中的应力信号传导的机制[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 30" title="30." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1783">30.,<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 31" title="31." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1786">31.].已经研究了非生物压力的植物防御机制,但对干旱的反应始终是一个复杂的事件,具有若干关键指标。

干旱胁迫显著增加了ROS的形成,并对植物施加氧化胁迫[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 26" title="26." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1792">26.,<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 32" title="32." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1795">32.].由于脂质过氧化是氧化损伤的最早指标之一,因此MDA被估计为干旱诱导ROS产生的指标[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 32" title="32." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1798">32.].MDA值和H的显着升高2O2集中注意到Axonopus compressus叶片在干旱条件下生长(图。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">1b).随着水势的下降,电解质泄漏量显著增加(图2)。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">1e)提议,植物系统已被干旱损坏,如前所述[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 33" title="33." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1815">33.].干旱可能通过诱导相位破坏对脂质双分子层的物理膜结构产生了影响[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 34" title="34." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1818">34.].

To sustain under severe environmental conditions, plants have developed an obscure regularity mechanism through a series of evolutionary advancements at varied levels to respond to external signals and prompt transduction of stress signals, directing to a set of responses at different levels, i.e., physio- morphological, biochemical, and omic levels [<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 35" title="35." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1824">35.,<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 36" title="36." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1827">36.].作为一种强大的抗旱植物,Axonopus compressus开发了一系列形态特征,以适应缺陷水条件。干旱胁迫可以驱动工厂改变Cutin和蜡的代谢状态,最终通过相关的基因表达调节来实现[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 37" title="37." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1833">37.在本研究中,与CK相比,DS下负责蜡质生物合成的unigene (Cluster-37,496.124448)富集,并在转录水平上调。在水分亏缺条件下,角质和蜡质通过限制叶表皮(非气孔蒸腾)的水分流失而发挥关键作用[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 38" title="38." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1836">38.,<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 39" title="39." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1840">39.],从而提高植物的水分利用能力。在我们的研究中,发现AP2/ERF-ERF家族、myb相关、zn -finger、NF-X1等转录因子上调。已知这些转录因子可以调节植物角质和蜡的生物合成[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 40" title="40" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1843">40].

在缺水条件下,植物首先接收到胁迫信号,然后由植物激素触发多个通路[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 41" title="41." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1849">41.].随后,植物激素在响应稀缺水条件下发挥重要作用,并且在植物激素中,ABA被称为非生物胁迫的主要稳态控制器。在水赤字条件下,植物增加ABA含量和近孔,以避免口腔横跨气孔的过度水分[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 42" title="42." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1852">42.],即使在叶水状况的瞬态恢复后,有时会持续发生这种高水平的水分损失[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 43" title="43." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1855">43.].

在目前的研究中,我们观察到8个编码NCED4(9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶)(Cluster-37,496.127826)的unigenes,该酶是ABA生物合成的关键酶(GO:0009688)。在8个unigenes中,有4个表达上调,且在DS和CK之间表达量差异显著。这种对干旱胁迫的反应表明Axonopus compressus植物感知到信号,产生ABA并将其转运到地上部分。茎中的运输机制开始起作用,并触发气孔关闭等短期反应[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 41" title="41." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1865">41.,<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 44" title="44." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1868">44.,这可能会有帮助Axonopus compressus避免脱水,提高干旱胁迫下的水持有产能。因此,了解应力信号传导和随后的分子机制Axonopus compressus需要在成功的实验中阐明来揭示抗旱机制。

当植物响应干旱时,ABA的增加导致与Pyr / Pyl的结合,这在对气孔运动的定量调节和对ABA的转录反应的定量调节中表现了重要作用<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 45" title="45." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1880">45.,<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 46" title="46." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1883">46.].Pyr / Pyl重建Pyr / Pyl蛋白兼容性,并且这种改变使得Pyr / Pyl能够与2c蛋白磷酸酶(PP2C),负调节剂型相互作用,以构建替代复合物(ABA-PYR / PYL-PP2C)。ABA-PYR / PYL-PP2C-复合物可以妨碍PP2C活性并触发与SNF1相关的蛋白激酶2(SNRK2S),阳性调节剂。虽然PP2C也抑制了SNRK2S的活动[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 47" title="47." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1886">47.].这种机制刺激应激反应基因下调其表达,支持植物适应水分亏缺条件[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 48" title="48." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1889">48.].在我们的实验中发现了715pp2c,其中82个基因显着下调,还鉴定了17个SNRK2。这象征着在水缺陷下,PP2C的低表达Axonopus compressus拯救抑制SNRK,其表达促进了气孔的关闭。SNRK表达还触发了对下游和支持的应力相关基因Axonopus compressus在干旱条件下保持正常生长和持续性。

在植物中,应激反应基因可以很容易地分为两类,即功能性和调节性[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 49" title="49." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1902">49.]:功能蛋白与小分子渗透蛋白(如脯氨酸、甜菜碱和可溶性糖)、酶保护剂(POD、SOD和CAT)、胚胎晚期丰度蛋白(LEA)和水通道蛋白有关。调控蛋白包括转录因子、磷酸酶、蛋白激酶和磷脂代谢酶,它们可以调控非生物胁迫下基因的应激相关表达。说明在水分亏缺条件下,PP2C的表达量最低Axonopus compressus会拯救SNRK抑制。PP2C表达将诱导牙齿的关闭,并触发下游干旱应激相关基因并协助Axonopus compressus在干旱下维持无懈可击的增长。这些蛋白质将通过管理Turgor压力,包括氧自由基清除和结构细胞内生物大分子保护来阻止植物细胞对压力的损害遭遇。[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 50" title="50." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1911">50.,<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 51" title="51." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1914">51.].

已经证实,TF系列的成员,MyB,AP2,DREB,BHLH,PLATZ,BZIP,C2H2,NAC Wrky和HB参与植物应激响应机制[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 52" title="52." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1920">52.].在我们的研究中,我们发现了270次Axonopus compressus其中上调216个,下调54个。从结果可以明显看出,在水分亏缺条件下,大量TF表达差异显著。

在度HARBI1, EEF1A, SUMO, ATXR3, SEY1, NLR, COMM, DHAR3, GUF1, SFH5, SHOC2, MAPK 's, FYVE, PIP, LSM14, PERQ, BRCA1, TIM22, STY46-like, SPN1, NEDD8, DDX21, Meis2, RAD50, MAG2, MON1,AKT2都是下调。的RXW8、DHAR2-like、EFR3、MOCS2A、GDSL、ANP1-like、TBC1、ERCC-6、ZDHHC2、EXO84B、BAHD、SHOC2、XBAT32、RNF38、SPIRAL1、NDRG1、HESO1、NBR1、STY46、TNNI3K、PP2C26、HVA22爸..都是差异。TF家族GATA、ATF/CREB、ABI、bZIP、WRKY、EREBP、AP2-like、PTI6、TRAF、ARF1、ATF/CREB、ABA-responsive、RING、MYB、NAC、TUB、HSF、GRAS、C2H2、bZIP、SET、AP2/ERF-ERF、AUX/IAA、SNF2、PTI6部分上调,部分下调。不同途径的潜在防御机制和抗旱性示意图Axonopus compressus如图所示。<一个data-track="click" data-track-label="link" data-track-action="figure anchor" href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7">6.据报道,几种unigenes(属于类似的家庭)以在水赤字条件下具有不同的表达模型。它可能符号响应干旱的各种特征功能[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 47" title="47." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1948">47.,<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 53" title="53." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1951">53.].特定转录因子可以与一个和/或多于一个类别相关联,甚至是其他组[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 54" title="54." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1954">54.].它揭示了基因转录类别控制干旱反应的复杂性Axonopus compressus.目前的研究提供了有用的数据,以实现TFS的额外功能表征,以在该植物中发展耐受性。

图6.
图6.

地毯草对干旱胁迫的潜在防御机制和耐受途径示意图(Axonopus compressus

在胁迫条件下的植物信号转导过程中,磷酸化和去磷酸化是翻译后蛋白修饰的重要机制[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 55" title="55." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1984">55.].磷酸化和去磷酸化可以引发许多具有调节功能的蛋白质和酶来控制各种细胞机制或信号传导过程。已经确定,蛋白质磷酸化在干旱反应中发挥着重要作用,以停止或引发酶活性,用于调节所得蛋白质或细胞内酶活性的浓度[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 55" title="55." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1987">55.].据报道,拟南芥有很多的激酶[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 56" title="56." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1990">56.].其中CDPK(钙依赖蛋白激酶)和MAPK(丝裂原活化蛋白激酶)被认为是植物逆境中的重要信号传导机制。应激信号通过MAPK转导到细胞过程中,随后不同下游蛋白的磷酸化过程开启和/或关闭它们的活动[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 56" title="56." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1993">56.,<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 57" title="57." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e1996">57.].在我们的研究中,观察到11,089个蛋白激酶,其中344℃下(182个上调和162个下调)。16次编码MAPKS(9强调和7次调节)和8次CDPKS(2强调和6次调节)。它表明麦地图和CDPKS途径从事干旱应激响应的信号传导Axonopus compressus.当植物面临缺水条件时,渗透张力会促使ROS在细胞内积聚。植物进化出了防御机制来消灭ROS,减轻细胞损伤。这种防御机制包括SOD、POD和CAT。本研究鉴定了5个sod、3个cat和25个pod相关的DEGs。此外,小分子蛋白如脯氨酸、甜菜碱和LEA(胚胎发生后期丰富的蛋白质)也在抑制干旱的破坏作用中发挥了重要作用。研究发现,有370个unigenes可以编码LEA。我们观察到19个与LEAs相关的DEGsAxonopus compressus所有这些在压力下都上调了。因此,unigenes对于应对水资源短缺的可持续发展至关重要Axonopus compressus。另外,植物妨碍水分损失的渗透调节能力是在干旱中存活的额外基本特征。植物中的双向水通道AQP(Aquaporin)负责跨膜水迁移率和长距离水运输。建立植物具有通过调节AQP蛋白质的潜力来忽视许多应力情况[<一个data-track="click" data-track-action="reference anchor" data-track-label="link" data-test="citation-ref" aria-label="Reference 58" title="58." href="//www.cinefiend.com/articles/10.1186/s12870-021-02844-7" id="ref-link-section-d30622e2009">58.].在Axonopus compressus,我们观察到363个未成年人编码AQP,包括31种差异表达的未成年人。大多数AQP表明表达式减少,这表明AQP活动的潜在下降。预期AQP表达的降低与有限的水分损失相关。它可能会维持与水有关的稳态流程。因此,改善了对干旱的耐受性Axonopus compressus

结论

在干旱条件下,应力信号的处理,信号转导,调节基因表达和随后的下游官能基因是植物对逆境的必要变量。在目前的研究中,我们观察了263,835人的unigenesAxonopus compressus基于RNA-SEQ,其中7445差异表达unigenes(DS和CK)。总体而言,2747年被上调,2502个下调的unigenes。此外,发现352个(TFS)差异表达Axonopus compressus(DS和CK)。目前的研究结果表明,这些基因参与了抗旱运动,并具有非常重要和复杂的作用。本研究为研究抗旱性的分子机制提供了有价值的数据。转录本的qRT-PCR验证为进一步研究干旱胁迫和其他非生物胁迫因子下的基因调控网络奠定了基础Axonopus compressus

可用性数据和材料

当前研究期间生成和/或分析的数据集包括在本文、其补充信息文件和[NCBI]存储库中,登录号:PRJNA688376 [<一个href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/PRJNA688376">https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/prjna688376].

缩写

度:

差异表达基因

DEPS:

差异表达的蛋白质

FPKM:

每公斤百万零件

走:

基因本体论

柯:

KEGG Orthology

销售税:

谷胱甘肽S-转移酶

DS:

干旱压力

CK:

控制

门店:

新一代测序

KEGG:

Kyoto基因和基因组的百科全书

MAPK:

促丝糖型活化蛋白激酶

NDEGs:

基因没有显着差异。

RNA-SEQ:

RNA测序。

ROS:

活性氧物种。

MDA:

丙二醛。

埃尔:

电解质泄漏。

cDNA:

互补DNA

RNA-SEQ.

RNA测序

de

差异表达的基因。

CDSS:

编码序列。

子:

开放阅读框

ncRNAs

非编码RNA。

德:

表达差异化

TFs

转录因子。

BP:

生物过程。

答:

细胞组分。

MF:

分子功能。

荚:

过氧化物酶。

SOD:

超氧化物歧化酶。

猫:

过氧化氢酶。

李:

后来胚胎发生丰富。

阿坝:

脱落酸。

PYR /所有/ RCAR:

阿巴受体的丙面基因素抵抗1 / Pyr1样/调节组分。

PP2C:

2C型蛋白磷酸酶。

SnRK2:

丝氨酸/苏氨酸激酶2。

SNF1:

蔗糖Non-fermentation 1。

PEG:

聚乙二醇。

LWP:

叶水潜力。

DNTP:

Deoxynucleoside三磷酸。

存在:

实时定量逆转录PCR。

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作者感谢编辑和审稿人对稿件的宝贵意见。

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纳瓦兹,李,L,阿齐姆,F。等等。转录调控因子揭示了地毯草(Axonopus compressus对干旱)。BMC植物BIOL.21,71(2021)。https://doi.org/10.1186/s12870-021-02844-7

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关键词

  • 干旱
  • Axonopus compressus
  • 中存在
  • 富集分析
  • lncRNAs
  • Mirnas.
  • 转录组学