Please wait a minute...
欢迎访问作物学报,今天是
图/表 详细信息
卷叶木薯及其突变体叶片的比较转录组分析
肖明昆, 严炜, 宋记明, 张林辉, 刘倩, 段春芳, 李月仙, 姜太玲, 沈绍斌, 周迎春, 沈正松, 熊贤坤, 罗鑫, 白丽娜, 刘光华
作物学报    2024, 50 (8): 2143-2156.   DOI: 10.3724/SP.J.1006.2024.34168
摘要   (125 HTML5 PDF(pc) (9055KB)(99)  

为解析卷叶木薯叶片异常发育的分子调控机制及代谢通路, 以正常卷叶木薯叶片(JY)、突变株展叶叶片(ZY)和突变株卷叶叶片(BJ)为试验材料, 基于转录组测序(RNA-seq)数据进行生物信息学分析。DESeq差异分析结果显示, ZY vs BJ、JY vs ZY、JY vs BJ分别有327 (255个上调, 72个下调)、1085 (337个上调, 748个下调)、689 (381个上调, 308个下调)个DEGs, 有19个DEGs是3个比较组共同表达的。GO功能分析显示, DEGs在刺激反应、膜的组成部分、跨膜转运蛋白活性等途径差异显著。KEGG富集分析显示, DEGs在苯丙素的生物合成、植物激素信号转导、内质网中的蛋白加工等通路较为活跃。进一步对变异展叶与同株的卷叶和其他植株正常卷叶的DEGs分析发现集中富集到苯丙素的生物合成途径、淀粉和蔗糖代谢、植物激素信号转导, 这可能是展叶突变体形成的关键因子。展叶与卷叶差异基因的主要KEGG代谢通路有9条, 重要差异基因有9个。对不同类型叶片显微分析发现突变后的展叶木薯上表皮细胞层数增加、海绵组织结构变得疏松、维管束细胞减少。研究结果为进一步理解木薯叶片异常发育的分子机制提供了理论指导, 为木薯遗传改良、种质创新挖掘提供基因资源和改良策略。



View image in article
图5 不同类型木薯叶片切片观察
BJ表示突变株卷叶叶片; ZY表示突变株展叶叶片; JY表示正常卷叶木薯叶片; a~c表示叶片横切; d~f表示主脉横切; g~i表示主脉横切放大图。
正文中引用本图/表的段落
取JY、BJ和ZY的叶片制作石蜡切片并进行显微观察。由图5-a~c可知, 几种叶片横切面近轴到远轴均由上表皮细胞、栅栏组织、维管束、海绵组织和下表皮细胞组成。不同的是, 首先ZY横切面厚度大于BY和JY且JY的上表皮明显的由一层细胞构成, 而BY可以看到模糊的2层细胞构成, ZY则有明显的2层细胞构成; 其次ZY的海绵组织的细胞排列疏松, 细胞间隙较多, 而BY和JY的海绵组织可看到排列整齐的4行细胞构成。由图5-d~f可知, BY和JY边缘细胞排列是明显的波状, 而ZY则是光滑整齐, ZY的维管束组织占主脉比例较突变体的大。由图5-g~i可知, 几种叶片组织结构类似, 维管束各个组织易清楚区分, 维管束扇形, 纤维鞘在维管束外侧, 髓部、木质部和韧皮部发育正常, 且无明显差异。但BY和JY相对ZY叶片主脉细胞组织更紧密, ZY的木质部细胞明显增大, 维管束细胞减少。
本文的其它图/表