2017-08-03
高(gao)(gao)羊(yang)(yang)茅(mao)(mao)(mao)（拉丁名：Festucaarundinacea），屬(shu)禾(he)本目(mu)，禾(he)本科(ke)多(duo)年生(sheng)地被植物(wu)，在溫帶地區廣泛種(zhong)植，按功能(neng)用途(tu)可(ke)(ke)分草(cao)坪(ping)型（觀賞）和(he)牧(mu)草(cao)型（作為(wei)牧(mu)草(cao)飼養牲畜）。高(gao)(gao)羊(yang)(yang)茅(mao)(mao)(mao)是(shi)六倍體異(yi)型雜交物(wu)種(zhong)，可(ke)(ke)以抵(di)御多(duo)種(zhong)非生(sheng)物(wu)脅(xie)迫并且能(neng)在多(duo)種(zhong)不(bu)同土(tu)(tu)壤和(he)氣候條件(jian)下生(sheng)長，更(geng)有(you)趣的(de)(de)是(shi)，高(gao)(gao)羊(yang)(yang)茅(mao)(mao)(mao)可(ke)(ke)以抵(di)抗和(he)吸(xi)收多(duo)種(zhong)重金屬(shu)尤(you)其是(shi)鋁。有(you)研究表明，在被鋁污染的(de)(de)環(huan)境或土(tu)(tu)壤中(zhong)，高(gao)(gao)羊(yang)(yang)茅(mao)(mao)(mao)可(ke)(ke)以大(da)量(liang)吸(xi)收鋁卻不(bu)會中(zhong)毒。近期的(de)(de)研究發現，不(bu)同基因(yin)型的(de)(de)高(gao)(gao)羊(yang)(yang)茅(mao)(mao)(mao)，其耐受和(he)吸(xi)收鋁的(de)(de)能(neng)力也不(bu)相同，為(wei)了在轉(zhuan)錄調控水平(ping)上探(tan)究高(gao)(gao)羊(yang)(yang)茅(mao)(mao)(mao)對鋁脅(xie)迫的(de)(de)響(xiang)應機(ji)理，中(zhong)科(ke)院武漢植物(wu)園課題(ti)組選取(qu)了兩種不同的(de)高羊茅基因型(xing)(xing)：耐(nai)受型(xing)(xing)Silverado和敏(min)感型(xing)(xing)AST7001進行無(wu)參轉錄組測序(xu)。測序(xu)數據(ju)過濾(lv)后(hou)Silverado型(xing)(xing)共捕(bu)(bu)獲(huo)到131,000,000 條clean reads，AST7001型(xing)(xing)共捕(bu)(bu)獲(huo)到128,000,000條clean reads。
該研究(jiu)成(cheng)果(guo)Transcriptome profilings of two tall fescue (Festuca arundinacea) cultivars in response to lead (Pb) stress于2017年2月10日(ri)發表在BMC Genomics雜志(zhi)上。高羊茅(mao)的轉錄(lu)組測序及(ji)信息分析工作，由上海派森諾生(sheng)物科技股份有限公司完成。
方法：選取耐受型和敏感型高羊茅，取鋁脅迫后0h、4h和48h葉片組織進行轉錄組測序
測(ce)序平臺：Illumina HiSeq平臺
分析內容：
1. 功(gong)能(neng)基(ji)因注釋(shi)和分類
2. 差異表達基因分析
3. GO注釋
4. eggNOG
5. 差異基因(yin)聚類(lei)分析(xi)
6. KEGG注釋
7. qPCR驗證(zheng)
結果：GO分析結果顯示，鋁脅迫引起的差異表達基因主要富集在代謝過程，細胞過程，生物學過程和脅迫響應中。COG聚類分析顯示，18,570條 unigenes 聚類到26個COG分類中。較多的COG分類包括未知功能，信號轉導機制，蛋白轉譯后修飾等。差異基因分析顯示，與對照組相比，鋁處理組中Silverado 型發現1933個差異基因，AST7001型發現1763個差異基因。本研究選取16個候選基因進行qPCR驗證，發現不同時間鋁脅迫會導致兩個品系中Met、DREB2a 和ZFP三個基因顯著差異表達，TPX、ANK,、TreH 、gtfIIH4、Aglu 、COPT、Vegs、SerC 、MAPKK1和GAMYB 這十個基因在不同品系和時間下差異表達，實驗結果與轉錄組測序結果吻合。KEGG聚類分析結果表明，鋁脅迫后，兩個品系中萜類化合物和聚酮化合物兩個代謝通路中有28個unigennes差異表達，其余差異基因分別聚類于光合作用、光合固碳作用、甲烷代謝等能量代謝相關通路中。
結果展示：
圖(tu)1 兩個品系(xi)高羊茅GO注釋圖(tu)
圖2 eggNOG基因功能注釋
圖3 差異基(ji)因聚(ju)類分析(xi)
圖(tu)4 差(cha)異(yi)表達基因(yin)venn圖(tu)
圖(tu)5 qPCR結果驗證(zheng)圖(tu)
圖6 光合作用通路差(cha)異(yi)基因(yin)分析(xi)
參考文獻：
Li H, Hu T, Amombo E, et al. Transcriptome profilings of two tall fescue (Festuca arundinacea) cultivars in response to lead (Pb) stress:[J]. Bmc Genomics, 2017, 18(1):145. DOI：10.1186/s12864-016-3479-3
原文(wen)鏈接(jie)：
//www.biomedcentral.com/1471-2164/15/1147
