[目的]鉴定和分析不同干旱和盐胁迫下毛竹种子在露白时期的microRNAs(miRNAs)及其表达模式.[方法]分别使用聚乙二醇(PEG6000)和氯化钠(NaCl)模拟干旱和盐胁迫,构建H2O、10％PEG、15％PEG、50 mmol·L-1 NaCl和 100 mmol·L-1 NaCl处理下毛竹露白时期种子的small RNA文库,通过高通量测序和生物信息学分析揭示样本中的miRNA及其表达谱.[结果]通过small RNA测序共鉴定了 246条已知miRNAs的成熟体序列,并预测得到262条novel miRNAs的成熟体序列;在毛竹种皮破裂阶段的种子中,丰度最高的已知miRNA为miR166,其次是miR159、miR6478、miR319等;根据miRNA靶基因预测结果,靶基因数量最多的已知 miRNA属于 MIR396家族,PH02Gene13935(GAMYB)被预测受到 MIR159、MIR319、MIR396家族共28个miRNAs的调控;在6个比较组中共鉴定了181个差异表达miRNA,与对照组相比,10％PEG、15％PEG、50 mmol·L-1 NaCl和100 mmol·L-1 NaCl胁迫下表达水平最高且显著差异表达的已知miRNA分别为phe-miR171e-5p、phe-miR3630-3p、phe-miR171e-5p和phe-miR159a.1;差异表达miRNA靶基因能够显著富集在不同的GO和KEGG途径中;对10个差异表达miRNAs进行qRT-PCR验证,荧光定量结果的整体趋势和测序数据一致.[结论]毛竹种皮破裂阶段种子中积累了大量的miR159、miR6478、miR319等已知miRNA,且在对照和胁迫处理组中均具有高表达水平,可能在毛竹种子萌发中具有保守调控作用;与对照组相比,phe-miR171e-5p、phe-miR3630-3p、phe-miR171e-5p和phe-miR159a.1在10％PEG、15％PEG、50 mmol·L-1 NaCl、100 mmol·L-1 NaCl胁迫下分别显著差异表达,能够在毛竹种子露白阶段响应PEG或NaCl胁迫.
[目的]环状RNA(circRNAs)是一类由转录本反向可变剪接产生的内源非编码RNA,在植物生长发育过程中具有重要作用.通过鉴定毛竹(Phyllostachys edulis)萌发期种子中的circRNAs,探究其在干旱和盐胁迫条件下的表达,为深入开展非生物胁迫条件下竹类植物种子萌发的分子调控机制提供基础.[方法]分别使用聚乙二醇(PEG)和NaCl模拟干旱和盐胁迫,构建H2O、10%(质量分数,下同)PEG、15%PEG、50 mmol/L NaCl和 100 mmol/L NaCl处理下毛竹种皮破裂阶段种子的链特异性文库,通过高通量测序和生物信息学分析揭示样本中的circRNAs及其表达谱.[结果]所有样本中共鉴定了 1446 个circRNAs,76.34%的circRNAs来源于外显子区;不同处理下毛竹萌发种子中表达量最高的 circRNA 分别为 plant_circ_0001703、plant_circ_0001728、plant_circ_0000358、plant_circ_0001236 和plant_circ_0001728;与对照相比,524、505、467 和474 个circRNAs在4 个胁迫处理下萌发的种子中显著差异表达;差异表达circRNAs的源基因显著富集在不同的GO条目和KEGG途径中.[结论]1446 个circRNAs能够在毛竹萌发期种子中表达,其中有 1056 个circRNAs在种子萌发阶段响应了PEG或NaCl胁迫;作用于酸酐的水解酶活性和鞘脂代谢途径的基因可能对circRNAs调控PEG或NaCl胁迫下的毛竹种子萌发有重要意义.
异胡豆苷合成酶基因STR编码吲哚类生物碱合成的关键酶异胡豆苷合成酶,并参与植物抗逆和花粉发育等生物过程.本研究通过对铁皮石斛异胡豆苷合成酶基因DoSTR的结构及特异性表达进行分析,探究其在铁皮石斛生长发育中的潜在功能.从铁皮石斛基因组数据中获得铁皮石斛异胡豆苷合成酶编码序列(DoSTRs),利用ClustalW软件进行氨基酸序列的比对,利用Gene Structure Display Server 2.0在线软件分析基因内含子和外显子结构,利用PlantCARE数据库分析基因启动子区元件;基于转录组数据和qRT-PCR对铁皮石斛根茎叶组织、共生与非共生生长的种子和根、冷诱导和茉莉酸甲酯诱导后叶片中的STR家族基因的表达情况进行检测和分析,从铁皮石斛基因组中预测获得10个STR成员,具有典型的“Str_synth”结构域,且启动子区存在大量顺式作用元件,涉及到茉莉酸甲酯响应和低温响应等多个生物学过程;DoSTRs基因家族不同成员表达模式存在较大差异,DoSTR3、DoSTR7、DoSTR10在叶片中的表达量高于茎和根中,DoSTR9和DoSTR2在铁皮石斛种子萌发时显著高表达,DoSTR5和DoSTR10在茉莉酸甲酯处理早期,具有明显的上调表达趋势,推测STR家族可能参与不同的生物学过程,研究结果为深入探究铁皮石斛STR家族基因奠定了基础.
