高温胁迫下黄瓜基因的表达变化

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黄瓜(Cucumis sativus L.,2n=2x=14)是葫芦科甜瓜属一年生攀缘性草本植物,是世界上普遍栽培的一种瓜类作物,也是中国种植范围最广的主要蔬菜作物之一。随着全球气候的日趋变暖,高温热害给黄瓜的生产带来的影响日益严重,已经成为中国黄瓜生产中急需解决的难题之一。有关黄瓜热害分子机理尚缺乏系统、深入的研究。  本研究在对八十份黄瓜种质资源进行耐热性鉴定与筛选的基础上,以黄瓜耐高温品系‘GY2’为试材,运用RNA-seq技术,分析了43(±1)℃高温胁迫6h(T1)和12h(T2)全基因组转录组水平上的差异,对候选基因在耐高温品系‘GY2’和高温敏感品系‘平望乳瓜’中进行表达验证。主要研究结果如下:  1.高温胁迫处理后对两个时间点进行差异表达基因进行分析,一共得到6063个差异表达基因。其中,43℃条件下处理6h有3196个基因差异表达,1702个基因上调表达,1494个下调表达;处理12h有4711个基因差异表达,2038个上调表达,2673个下调表达。  2.通过对差异基因GO富集、KEGG通路分析,并结合黄瓜基因组数据库的功能注释,发现黄瓜响应高温胁迫的基因主要集中在光合作用、热激转录因子和热激蛋白等3大类,结合功能注释共确定耐高温候选基因18个用于qRT-PCR分析。  3.18个候选基因在耐高温品系‘GY2’与高温敏感型品系‘平望乳瓜’中表达验证结果表明,其中的6个基因可能与黄瓜应答耐热胁迫相关,包括2个热激转录因子基因和4个热激蛋白相关基因。6个候选基因在‘GY2’中随着高温胁迫的时间延长表达量明显逐渐增加,而在‘平望乳瓜’中,表达量无明显变化;Csa1G467710在耐/敏高温品系中均上调表达,不同温度下在‘GY2’中该基因的表达量均显著高于平望乳瓜。初步认为,Csa1G467710在黄瓜应答高温胁迫中具有重要作用。
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