PfWRKY6对毛果杨转录组和miRNA表达变化的影响

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WRKY作为植物中最大的转录调控转录因子家族之一,广泛参与到植物生长发育,生物胁迫与非生物胁迫响应过程中。泡桐作为我国重要的落叶阔叶速生用材及绿化树种,具有较高的生态和经济价值,但经植原体感染后导致产生的泡桐丛枝病却成为了泡桐产业发展的难题。本实验室经过酵母双杂交实验发现PfWRKY6与泡桐丛枝植原体效应蛋白Pa WB-SAP54能够相互作用,且通过蛋白序列比对发现其与AtWRKY6具有高度同源性。为验证PfWRKY6基因的生物学功能,本研究以毛果杨作为实验材料,使用农杆菌介导法将PfWRKY6基因转化毛果杨进行过表达研究,随后对PfWRKY6转基因植株和野生型毛果杨(WT)进行转录组和小RNA测序分析,揭示PfWRKY6基因对毛果杨基因表达变化的影响。主要的结论如下:1.获得PfWRKY6转基因毛果杨阳性植株。经植株形态鉴定,PCR和q RT-PCR验证,说明目的基因片段已成功整合到毛果杨基因组,成功获得了转基因阳性植株。2.构建了PfWRKY6转基因毛果杨转录组表达谱。对PfWRKY6转基因毛果杨进行转录组测序分析,平均每个样品的数据产出为6.72 G,共筛选到3249个差异表达基因,其中,1483个上调,1766个下调。这些差异基因主要参与植物激素信号转导、植物-病原体相互作用、苯丙烷生物合成、植物MAPK信号通路等代谢通路。转录因子预测分析发现这些差异表达基因主要包括ERF、MYB、WRKY、bHLH、NAC等转录因子。3.构建了PfWRKY6转基因毛果杨miRNA表达谱。6个样品平均产出33.6 M的数据,共鉴定到360个miRNA。以WT为对照组,共找到61个差异表达的miRNA。随后对差异表达miRNA的靶基因进行KEGG富集分析,发现在糖酵解/糖异生和碳代谢两条代谢通路中显著富集的基因数目最多。4.揭示了PfWRKY6转基因毛果杨中的基因与miRNA的调控关系。通过对差异表达的miRNA与差异基因进行关联分析。构建调控靶向关系图谱发现,一个miRNA可与一个靶基因具有调控关系,同时也可调控多个靶基因,并且还有多个miRNA共同调控一个靶基因的现象。共筛选到40个响应PfWRKY6的关键基因,包括与植物形态相关的基因如Lac(7478550)、RKF1(18103112),以及响应各种生物胁迫和非生物胁迫的基因如MYB82(7459879)、NRT1(7487987)、NAC21/22(7492113)以及GSO1(7484428)。
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