玉米花药不同发育时期的转录组分析及其差异表达基因的鉴定

玉米花药不同发育时期的转录组分析及其差异表达基因的鉴定陈慧;孙晓靖;郭瑶晴;连玉杰;张雪海;汤继华;陈晓阳
【期刊名称】《河南农业大学学报》
【年(卷),期】2022(56)4
【摘要】【目的】鉴定玉米花药角质层和花粉壁发育的关键基因与代谢途径,为玉米雄性育性分子机制解析和雄性不育种质资源创制奠定基础。

【方法】以玉米自交系B73小孢子母细胞形成期(S6)、四分体时期(S8b)、成熟花粉粒形成期(S13)花药和苗期叶片为材料,利用转录组测序和生物信息学分析方法鉴定差异表达基因,通过GO和KEGG富集分析挖掘差异表达基因参与的生物学过程和生化代谢途径。

采用已知基因的实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析验证转录组数据。

【结果】不同发育时期花药差异表达基因KEGG分析显示,S8b时期是玉米花药角质层发育的关键时期,16个可能与角质和蜡质合成代谢途径相关的基因差异表达,编码产物涉及脂肪酰还原酶、乙酰转移酶、过加氧酶、脂肪酸羟化酶、醛脱羧酶和羟基脂肪酸脱氢酶。

S8b时期花药与其他3组样品之间存在3555个共同的差异表达基因,其中1348个基因在S8b时期花药中均上调表达。

GO分析表明,共同上调表达差异基因在花粉壁发育相关生物学过程显著富集,包含脂肪酰还原酶基因、脂肪酸羟化酶基因、α-吡喃酮还原酶基因、多聚半乳糖醛酸酶基因、异胡豆苷合酶基因、查尔酮合成酶基因和4-香豆酰辅酶A连接酶基因等11个基因。

191个共同上调表达基因被注释为转录因子和转录调节因子。

【结论】鉴定到16个基因
(Zm00001d049950,Zm00001d048337,Zm00001d012274,Zm00001d042723, Zm00001d025833,Zm00001d017953,Zm00001d042814,Zm00001d012326, Zm00001d014055,Zm00001d051932,Zm00001d017251,Zm00001d032284,
Zm00001d020238,Zm00001d051800,Zm00001d017528,Zm00001d002687)和11个基因
(Zm00001d048337,Zm00001d046537,Zm00001d027837,Zm00001d024712, Zm00001d020680,Zm00001d031488,Zm00001d020970,Zm00001d002342, Zm00001d047858,Zm00001d019478,Zm00001d003702)分别参与玉米花药角质层和花粉壁发育过程,发现了一些新的代谢途径影响玉米花药角质层和花粉壁发育。

【总页数】10页(P552-560)
【作者】陈慧;孙晓靖;郭瑶晴;连玉杰;张雪海;汤继华;陈晓阳
【作者单位】河南农业大学农学院
【正文语种】中文
【中图分类】S513
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