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作物学报 ›› 2014, Vol. 40 ›› Issue (07): 1164-1173.doi: 10.3724/SP.J.1006.2014.01164

• 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学 • 上一篇    下一篇

玉米响应渗透胁迫的数字基因表达谱分析

葛淑娟1,**,孙爱清2,**,刘鹏2,张杰道1,*,董树亭2,*   

  1. 1 山东农业大学生命科学学院 / 作物生物学国家重点实验室 / 山东省作物生物学重点实验室, 山东泰安 271018;
    2 山东农业大学农学院, 山东泰安 271018
  • 收稿日期:2014-01-21 出版日期:2014-07-12 网络出版日期:2014-07-12
  • 通讯作者: 张杰道, E-mail:jdzhang@sdau.edu.cn; 董树亭, E-mail:stdong@sdau.edu.cn
  • 基金资助:

    本研究由中国博士后科学基金(2012M511053)和国家转基因生物新品种培育重大专项(2013ZX08011-006)资助。

In silico Expression Profile of Maize Genes in Response to Osmotic Stress

GE Shu-Juan1,**, SUN Ai-Qing2,**, LIU Peng2, ZHANG Jie-Dao1,*,DONG Shu-Ting2,*   

  1. 1 State Key Laboratory of Crop Biology / Shandong Key Laboratory of Crop Biology / College of Life Sciences, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China;
    2 College of Agriculture, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, China
  • Received:2014-01-21 Published:2014-07-12 Published online:2014-07-12

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摘要：

以玉米种质POB21为材料, 利用数字基因表达谱技术对15% PEG渗透胁迫处理后的玉米叶片cDNA文库进行差异基因表达谱分析。结果表明, 转录组基因序列与参考基因组高度一致, 基因表达呈现出高度不均一性和部分冗余性。从中筛选出1097个有效差异表达基因, 其中795个表达上调, 302个表达下调。GO功能显著性富集分析表明, 3种细胞组分和分子功能中的3种糖基转移酶活性表现为富集。KEGG代谢分析表明差异表达基因广泛涉及糖、蛋白、核酸和脂类等生物大分子代谢、次生代谢、激素代谢以及能量代谢过程。脯氨酸代谢相关基因的差异表达分析表明, 谷氨酸途径是胁迫诱导脯氨酸积累的主要方式。表达谱分析结果为玉米渗透胁迫响应分子机制的深入研究和功能基因的筛选奠定了基础。

关键词: 玉米, 渗透胁迫, 基因表达谱, 差异表达基因

Abstract:

In this study, a germplasm POB21 was used to analyze leaf cDNA library of maize treated with 15% PEG by in silico expression profile. The results indicated the POB21 genome shared significantly high similarity with reference genome. The gene expression in maize transcriptome presented strong nonhomogeneity and partial redundancy. A total of 1097 differentially expressed genes (DEGs) were screened out, of which 795 DEGs were up-regulated and 302 DEGs were down-regulated. GO enrichment analysis of these DEGs showed that three cellular components and three molecular functions of glycosyl transferase activity were enriched. The KEGG pathway analysis showed these DEGs were involved in metabolisms of carbohydrate, protein, nucleic acid, lipid, secondary metabolites, hormones and energy. The DEGs involving in proline metabolism indicated glutamate pathway is the predominant accumulation way of proline under osmotic stress in maize. The result lay a foundation for further study of molecular mechanism in response to osmotic response and functional genes screening of maize.

Key words: Maize, Osmotic stress, Gene expression profile, Differentially expressed genes

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