土生对齿藓在干旱复水胁迫下次生代谢物及相关基因分析

Gene Analysis of Secondary Metabolites in Didymodon vinealis under drought recovery stress

摘要:

土生对齿藓作为沙漠苔藓具有较强的生存能力。研究土生对齿藓的复水和干旱胁迫下代谢物的变化以及相关代谢通路和基因,为进一步研究沙漠藓类植物耐旱性提供基础理论依据。利用生长状况一致的土生对齿藓分别进行复水和干旱处理,从2-8天的样品中进行代谢组和转录组测定。研究结果显示:(1)主成分分析(Principal Component Analysis, PCA)和正交偏最小二乘法分析土生对齿藓代谢产物的差异显著。复水处理4天的代谢产物差异最大,差异值达55；干旱6天样本的代谢产物差异值为49.178。复水处理下的上调代谢产物明显高于干旱胁迫的土生对齿藓代谢产物。(2)复水处理下的高代谢产物分别是:4-羟基苯乙酸、尿囊酸、甲基-β-D-吡喃半乳糖苷、3-氰丙氨酸、衣康酸、2-氨基酚、乳酸、京都酚等。主要涉及的代谢途经分别是脂肪酸代谢、嘌呤代谢、萜类化合物代谢、非必须氨基酸代谢、酚类代谢和细胞降解代谢。其对应的功能基因有:ga1A, rafA,maLZ, hisB,E2.7.1.138, CERK,E2.4.1.46, GPD1,ACTF,GALM, ahcy,CALM,EEFIB,phnX,CPK,desA, crtZ等。(3)干旱胁迫处理后,表达量较高的代谢物是2-单棕榈酸甘油酯、尿囊酸、熊果苷、胆甾烷-3,5,6-三醇、烯丙基丙二酸、泛酸等。主要涉及的代谢途经分别是免疫激酶代谢、色素代谢、胆固醇代谢、碳代谢、氨基酸生物合成、ABC转运蛋白和嘌呤代谢等。功能基因有:FAH, crtZ,SUR2, SCSDL,CYC,COX4,QCR7,UQCRB, galU, galF,UGP2,thiN,TPK1, SMARCC等。(4)复水处理和干旱胁迫处理的土生对齿藓的转录组和代谢组分析结果显示:乳糖代谢、萜类物质生物合成以及酚类物质生物合成等通路关键酶基因的差异表达ga1A, hisB,CERK,GPD1,ACTF,CPK,说明土生对齿藓不耐受水淹,但对干旱胁迫有极强的耐受性。

Abstract: