不同栽培基質(zhì)對(duì)鐵皮石斛根基因表達(dá)的影響_陳宏宇.pdf

收稿日期 修訂日期 基金項(xiàng)目 貴州省科技計(jì)劃項(xiàng)目 黔科合基礎(chǔ) 一般 貴州中醫(yī)藥大學(xué)博士啟動(dòng)基金 貴中醫(yī)博士啟動(dòng) 號(hào) 作者簡(jiǎn)介 陳宏宇 男 漢族 黑龍江齊齊哈爾人 貴州中醫(yī)藥大 學(xué)講師 博士學(xué)位 主要從事藥用植物研究工作 不同栽培基質(zhì)對(duì)鐵皮石斛根基因表達(dá)的影響 陳宏宇 于 瑩 楊 燁 黃 園 孫慶文 貴州中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院 貴州貴陽(yáng) 貴州中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 貴州貴陽(yáng) 摘要 目的為了研究鐵皮石斛根在不同栽培基質(zhì)下的基因表達(dá)差異和調(diào)控通路 方法對(duì)栽培于碎松樹(shù)皮 泥炭土等 種基質(zhì)中的鐵皮石斛根部進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序并比較分析 結(jié)果從全部樣本中共獲得 條單基因 其中 個(gè)單基因在 等 個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中獲得注釋 與對(duì)照相比 栽培于碎松樹(shù)皮 泥炭土 水苔 碎花生殼 刨花 椰 糠和森林腐葉土中的鐵皮石斛根分別有 和 個(gè)差異表達(dá)基因 結(jié)論實(shí)驗(yàn) 說(shuō)明不同栽培基質(zhì)對(duì)鐵皮石斛根部的基因表達(dá)有較大影響 這些差異表達(dá)基因可能是鐵皮石斛適應(yīng)不同栽培基質(zhì)的重 要分子機(jī)理 對(duì)深入研究鐵皮石斛人工栽培技術(shù)提供參考和幫助 關(guān)鍵詞 鐵皮石斛 基質(zhì) 轉(zhuǎn)錄組 基因 標(biāo)識(shí) 中圖分類(lèi)號(hào) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 文章編號(hào) 鐵皮石斛 是蘭科石斛屬 的名貴藥用植物 鐵皮石斛性微寒 味甘 滋陰清熱 益胃生津 主要用于熱病傷津 病后虛熱 口干煩渴的治療 現(xiàn)代藥理學(xué)表 明 鐵皮石斛具有降血糖 抗衰老 增強(qiáng)人體免疫力和促進(jìn)消化等 作用 鐵皮石斛生長(zhǎng)環(huán)境要求高 自然繁殖緩慢 野生資源 急劇減少 為了滿足市場(chǎng)需要 目前主要通過(guò)附石 附樹(shù)或大棚 等仿野生栽培對(duì)鐵皮石斛進(jìn)行人工種植 除種苗質(zhì)量 溫濕 度 光照和病蟲(chóng)害等常見(jiàn)因素外 栽培基質(zhì)對(duì)鐵皮石斛的成活率 產(chǎn)量和品質(zhì)有重要影響 研究鐵皮石斛在不同栽培基質(zhì)中的 基因表達(dá)差異 揭示分子調(diào)控機(jī)制 可為鐵皮石斛人工栽培工作 提供幫助 鐵皮石斛栽培基質(zhì)要求通風(fēng) 透水 營(yíng)養(yǎng)適合以及良好的微 生物環(huán)境 常用的基質(zhì)包括松樹(shù)皮 苔蘚 泥炭 木屑等 混合一 定比例的天然礦物 對(duì)鐵皮石斛的生長(zhǎng)發(fā)育和藥效物質(zhì)形成有較 好作用 例如 研究表明在鐵皮石斛組培苗移栽馴化時(shí)期 細(xì)陶 粒 腐殖土 珍珠巖 刨花 椰糠 木炭 松樹(shù)皮 紅火山巖 和松樹(shù)皮 木屑 等 基質(zhì)的移栽成活率較高 在鐵皮石斛大棚栽培時(shí)期 移栽 后 松樹(shù)皮 鋸末 碎瓦片 的株高為 莖粗為 泥炭 樹(shù)皮 刨花 的株高為 莖粗 為 松鱗 碎石子 刨花 的株高為 莖粗為 松樹(shù)皮 香菇廢菌糠 的株高為 莖粗為 利用高效液相色譜法 研究了松樹(shù)皮 椰子椰殼和松樹(shù)皮 椰子椰殼 種基質(zhì)對(duì)鐵皮石斛莖代 謝物的影響 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明不同栽培基質(zhì)或不同基質(zhì)組合對(duì)鐵皮 石斛人工栽培有較大影響 轉(zhuǎn)錄組是細(xì)胞或組織內(nèi)全部 轉(zhuǎn)錄本的總和 高通量測(cè) 序技術(shù)用于大規(guī)模分析基因表達(dá)并識(shí)別基因調(diào)控通路 轉(zhuǎn)錄 組測(cè)序在鐵皮石斛功能基因識(shí)別 生長(zhǎng)發(fā)育機(jī)制和分子標(biāo)記等方 面有廣泛應(yīng)用 利用鐵皮石斛莖轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù) 識(shí)別石斛堿等多種 次生代謝產(chǎn)物生物合成關(guān)鍵基因 利用數(shù)字基因表達(dá)譜對(duì)鐵 皮石斛莖不同發(fā)育階段進(jìn)行基因表達(dá)比較 識(shí)別莖發(fā)育關(guān)鍵基 因 利用鐵皮石斛低溫脅迫轉(zhuǎn)錄組 預(yù)測(cè) 和 等 低溫調(diào)控基因 利用不同發(fā)育程度鐵皮石斛轉(zhuǎn)錄組 研究果 糖和甘露糖等多糖合成基因 利用鐵皮石斛早期 中期花蕾 和開(kāi)放花朵轉(zhuǎn)錄組 識(shí)別 葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素生物合成 關(guān)鍵基因 栽培基質(zhì)對(duì)鐵皮石斛的生長(zhǎng)發(fā)育有重要影響 為了探究鐵 皮石斛在不同栽培基質(zhì)下的基因應(yīng)答機(jī)制 本研究對(duì)栽培于碎松 樹(shù)皮 泥炭土 水苔 碎花生殼 刨花 椰糠和森林腐葉土中的鐵皮 石斛根進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序并比較分析 利用基因表達(dá)差異和基因 調(diào)控通路 初步揭示鐵皮石斛根在不同栽培基質(zhì)中的應(yīng)答信息 為鐵皮石斛人工栽培研究提供參考 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥 年第 卷第 期 材料與方法 試驗(yàn)材料鐵皮石斛由本實(shí)驗(yàn)室提供 初始基質(zhì)為碎松樹(shù)皮 刨花 人工氣候室 光照 天 經(jīng)貴州中醫(yī)藥 大學(xué)楊燁鑒定準(zhǔn)確 取生長(zhǎng)發(fā)育程度基本相同的植株 小心沖洗 去除原栽培基質(zhì)后 靜置 期間每天向根噴水保濕 待處理 時(shí) 將植株分為 組 其中 組繼續(xù)保濕放置作為 對(duì)照 另外 組分別用碎松樹(shù)皮 泥炭土 水苔 碎花生殼 刨花 椰糠和森林 腐葉土仔細(xì)覆蓋根部 噴水保濕 后 洗凈根部基質(zhì) 各取等 量樣本 混樣液氮冷凍 提取與測(cè)序利用 提取 去除 檢查 質(zhì)量和純度后反轉(zhuǎn)錄 利用 平臺(tái)進(jìn)行測(cè)序 原始測(cè) 序數(shù)據(jù)利用軟件 去除接頭序列 即接頭污染 含 堿基大于 以及低質(zhì)量讀序 即質(zhì)量值低于 的堿基 占該 總堿基數(shù)比例大于 利用 程序 從頭拼接組裝 拼接 聚類(lèi)和去冗余處理后 得到非 冗余單基因 序列 利用 和 等數(shù)據(jù) 庫(kù)進(jìn)行基因注釋 基因表達(dá)與調(diào)控通路分析利用 程序 的 方法計(jì)算基因 表達(dá)量 利用 計(jì)算差異表達(dá)基因 以 個(gè)樣本間基因 表達(dá)差異 大于 倍 且 定義為顯著差異表達(dá) 基因 利用 數(shù)據(jù)庫(kù) 對(duì)差異表達(dá)基因 進(jìn)行聚類(lèi)分析 定義為顯著富集 利用 數(shù) 據(jù)庫(kù) 對(duì)基因進(jìn)行調(diào)控 通路注釋 推測(cè)基因生物功能 結(jié)果 測(cè)序與注釋對(duì)鐵皮石斛根 個(gè)對(duì)照和 個(gè)處理 共 個(gè)樣 本進(jìn)行測(cè)序 去除低質(zhì)量數(shù)據(jù)后 分別獲得 和 的 數(shù)據(jù) 所有樣本 檢測(cè)值均大于 檢測(cè)值均大于 從頭組裝后 共獲得 條長(zhǎng)的 非冗余單基因 在單基因中識(shí)別編碼區(qū) 共得到 個(gè) 序 列 長(zhǎng)度分布在 之間 含量為 利用 和 數(shù)據(jù)庫(kù)分別 注釋了 和 個(gè)單基 因 共 個(gè)單基因 其中 個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)均有注釋的基因有 個(gè) 差異表達(dá)基因分析不同基質(zhì)對(duì)鐵皮石斛根誘導(dǎo)基因表達(dá) 的數(shù)量不同 經(jīng)過(guò)計(jì)算 與對(duì)照相比 栽培于碎松樹(shù)皮 泥炭土 水苔 碎花生殼 刨花 椰糠和森林腐葉土中的鐵皮石斛根分別有 和 個(gè)差異表達(dá)基 因 表 結(jié)果表明 鐵皮石斛根接觸基質(zhì)后均發(fā)生較大程度的 基因表達(dá)變化 說(shuō)明基質(zhì)中所含的營(yíng)分或其它成分對(duì)根部產(chǎn)生了 強(qiáng)烈信號(hào) 并引起相應(yīng)基因表達(dá) 而且不同栽培基質(zhì)對(duì)鐵皮石斛 根基因表達(dá)有較大差異 水苔和刨花對(duì)根基因表達(dá)的影響相對(duì) 較小 而其它基質(zhì)對(duì)根基因表達(dá)的影響相對(duì)較大 其中 碎花生 殼對(duì)根上調(diào)表達(dá)基因最多 表 鐵皮石斛在不同栽培基質(zhì)下的差異表達(dá)基因數(shù)量 基質(zhì)種類(lèi)上調(diào)表達(dá)基因下調(diào)表達(dá)基因總差異表達(dá)基因 碎松樹(shù)皮 泥炭土 水苔 碎花生殼 刨花 椰糠 森林腐葉土 基因調(diào)控通路分析利用 聚類(lèi)分析對(duì)顯著差異表達(dá)基 因進(jìn)行功能分類(lèi) 研究具有相同代謝過(guò)程或細(xì)胞途徑的基因類(lèi) 群 結(jié)果表明 鐵皮石斛根對(duì)于不同基質(zhì)應(yīng)答基因有 個(gè)顯著 富集功能聚類(lèi) 分為 大類(lèi) 生物過(guò)程 細(xì)胞組 分 和分子功能 分別有 和 個(gè)功能聚類(lèi) 表 結(jié)果表明 不同基質(zhì)對(duì)根基因表 達(dá)影響在基因類(lèi)別上是不同的 如生物過(guò)程類(lèi)別中的生物粘附 功能基因 水苔基質(zhì)對(duì)應(yīng)的應(yīng)答基因有 個(gè) 明顯多于其它基 質(zhì) 而生物間相互作用的生物學(xué)過(guò)程功能基因 水苔基質(zhì)和刨花 基質(zhì)對(duì)應(yīng)的應(yīng)答基因分別有 個(gè)和 個(gè) 明顯低于其它基質(zhì) 總體上 生物過(guò)程類(lèi)別中的細(xì)胞過(guò)程和代謝過(guò)程 細(xì)胞組分類(lèi)別 中的細(xì)胞結(jié)構(gòu)體 分子功能類(lèi)別中的結(jié)合和催化活性等包含的差 異表達(dá)基因數(shù)量最多 這些基因可能是鐵皮石斛應(yīng)答基質(zhì)的關(guān) 鍵基因 同時(shí) 不同基質(zhì)間的基因分類(lèi)差異可能是鐵皮石斛應(yīng)答 不同基質(zhì)的關(guān)鍵基因 表 鐵皮石斛差異表達(dá)基因的 聚類(lèi)分析 類(lèi)別分類(lèi)差異表達(dá)基因 數(shù)量碎松樹(shù)皮泥炭土水苔碎花生殼刨花椰糠森林腐葉土 生物過(guò)程生物粘附 生物間相互作用的生物學(xué)過(guò)程 生物種內(nèi)相互作用的生物學(xué)過(guò)程 生物調(diào)節(jié) 碳利用率 細(xì)胞過(guò)程 解毒 發(fā)育過(guò)程 生長(zhǎng) 免疫系統(tǒng)過(guò)程 定位 移動(dòng) 代謝過(guò)程 多細(xì)胞生物過(guò)程 生物過(guò)程負(fù)調(diào)節(jié) 氮利用 生物過(guò)程的正調(diào)節(jié) 生物過(guò)程調(diào)控 生殖 生殖過(guò)程 刺激應(yīng)答 節(jié)律過(guò)程 信號(hào) 病毒過(guò)程 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥 年第 卷第 期 續(xù)表 類(lèi)別分類(lèi)差異表達(dá)基因 數(shù)量碎松樹(shù)皮泥炭土水苔碎花生殼刨花椰糠森林腐葉土 細(xì)胞組分細(xì)胞結(jié)構(gòu)體 含蛋白質(zhì)復(fù)合物 分子功能抗氧化活性 依賴(lài)性活性 結(jié)合 運(yùn)貨受體活性 催化活性 細(xì)胞骨架運(yùn)動(dòng)活性 一般轉(zhuǎn)錄起始因子活性 分子接頭活性 分子載體活性 分子功能調(diào)控因子 分子轉(zhuǎn)導(dǎo)活性 養(yǎng)分儲(chǔ)存活性 蛋白質(zhì)折疊伴侶 蛋白質(zhì)標(biāo)簽 小分子感受活性 結(jié)構(gòu)分子活性 毒素活性 轉(zhuǎn)錄調(diào)控活性 翻譯調(diào)控活性 轉(zhuǎn)運(yùn)活性 利用 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)差異表達(dá)基因進(jìn)行生物學(xué)功能分析 推 測(cè)參與生化代謝或信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑基因的相互協(xié)調(diào)特征 結(jié)果表 明 鐵皮石斛根對(duì)于不同基質(zhì)應(yīng)答基因歸屬通路分為 大類(lèi) 細(xì) 胞過(guò)程 環(huán)境信息過(guò)程 遺傳信息過(guò)程 代謝和生物系統(tǒng)分別有 和 個(gè)通路 表 結(jié)果表明 不同基質(zhì)對(duì)根基因表達(dá) 影響在調(diào)控通路上是不同的 如遺傳信息分類(lèi)中的復(fù)制和修復(fù) 通路基因 刨花基質(zhì)對(duì)應(yīng)的應(yīng)答基因有 個(gè) 明顯少于其它基 質(zhì) 總體上 代謝分類(lèi)中的定位通路包含的差異表達(dá)基因數(shù)量最 多 細(xì)胞過(guò)程分類(lèi)中的轉(zhuǎn)運(yùn)和分解代謝通路 環(huán)境信息過(guò)程分類(lèi) 中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路 遺傳信息分類(lèi)中的折疊 分類(lèi)和降解 轉(zhuǎn)錄和 翻譯通路 代謝分類(lèi)中的氨基酸代謝 次級(jí)代謝產(chǎn)物生物合成 碳 水化合物代謝 能量代謝 脂質(zhì)代謝 輔助因子和維生素的代謝通 路 生物系統(tǒng)分類(lèi)中的環(huán)境適應(yīng)通路也包含了較多差異表達(dá)基 因 與 功能聚類(lèi)類(lèi)似的 這些基因可能是鐵皮石斛應(yīng)答基質(zhì) 和不同基質(zhì)差異的關(guān)鍵基因 表 鐵皮石斛差異表達(dá)基因的 分析 類(lèi)別分類(lèi)差異表達(dá)基因 數(shù)量碎松樹(shù)皮泥炭土水苔碎花生殼刨花椰糠森林腐葉土 細(xì)胞過(guò)程轉(zhuǎn)運(yùn)和分解代謝 環(huán)境信息過(guò)程膜轉(zhuǎn)運(yùn) 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 遺傳信息折疊 分類(lèi)和降解 復(fù)制和修復(fù) 轉(zhuǎn)錄 翻譯 代謝氨基酸代謝 次級(jí)代謝產(chǎn)物生物合成 碳水化合物代謝 能量代謝 定位 聚糖生物合成和代謝 脂質(zhì)代謝 輔助因子和維生素的代謝 其它氨基酸代謝 萜類(lèi)化合物和聚酮類(lèi)化合物代謝 核苷酸代謝 生物系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng) 轉(zhuǎn)錄因子轉(zhuǎn)錄因子主要調(diào)控其它基因表達(dá) 本實(shí)驗(yàn)基因 中 有 個(gè)被注釋為轉(zhuǎn)錄因子 表 列舉了幾種轉(zhuǎn)錄因子在 不同基質(zhì)中的表達(dá)差異 鈣調(diào)蛋白結(jié)合轉(zhuǎn)錄激活因子 受鈣調(diào)蛋白 的 調(diào)控 參與植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程和非生物脅迫耐受調(diào)控 本實(shí) 驗(yàn)識(shí)別了 個(gè)可能的 基因 表 在碎松樹(shù)皮 泥炭土 碎花生殼 椰糠和森林腐葉土中被誘導(dǎo)表達(dá) 是乙烯信號(hào)重 要轉(zhuǎn)錄因子 的同源基因 與植物發(fā)育 過(guò)程有關(guān) 本實(shí)驗(yàn)識(shí)別了 個(gè)可能的 基因 表 包括 個(gè)乙烯敏感性 類(lèi)似蛋白 和 個(gè)乙烯不敏感 類(lèi)似蛋白 除水苔和刨花外 乙烯敏感性 類(lèi)似蛋白 被誘導(dǎo)表達(dá)的程度 高于乙烯不敏感 類(lèi)似蛋白 家族 是一類(lèi)轉(zhuǎn)錄抑制因子 與其它轉(zhuǎn)錄因子互作或直接調(diào)控靶基因表 達(dá) 進(jìn)而調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育 本實(shí)驗(yàn)識(shí)別了 個(gè)可能的 基因 表 注釋為轉(zhuǎn)錄抑制因子 在水 苔基質(zhì)中被明顯誘導(dǎo)表達(dá) 氮元素吸收相關(guān)基因 基因家族是硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn) 肽轉(zhuǎn) 運(yùn)蛋白 的統(tǒng) 稱(chēng) 運(yùn)輸羧酸鹽 生長(zhǎng)素 脫落酸和硫代葡萄糖苷等物質(zhì) 與氮元 素吸收有關(guān) 表 列舉了部分與氮元素吸收有關(guān)的基因及其 在不同基質(zhì)中的表達(dá)量差異 本實(shí)驗(yàn)識(shí)別了 個(gè)可能的 基 因 表 和 注釋為 家 族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 只在水苔基質(zhì)中被誘導(dǎo)表達(dá) 其余基因在碎松樹(shù) 皮 泥炭土 碎花生殼 椰糠和森林腐葉土中被誘導(dǎo)表達(dá) 如 注釋為 家族 在碎松樹(shù)皮 泥炭土 和森林腐葉土中被明顯誘導(dǎo)表達(dá) 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥 年第 卷第 期 表 鐵皮石斛幾種轉(zhuǎn)錄因子在不同栽培基質(zhì)下的表達(dá)量 基因家族基因 編號(hào)基因注釋 對(duì)照碎松樹(shù)皮泥炭土水苔碎花生殼刨花椰糠森林腐葉土 鈣調(diào)素結(jié)合轉(zhuǎn)錄激活劑 樣亞型 鈣調(diào)素結(jié)合轉(zhuǎn)錄激活劑 樣亞型 鈣調(diào)素結(jié)合轉(zhuǎn)錄激活劑 樣亞型 鈣調(diào)素結(jié)合轉(zhuǎn)錄激活劑 樣亞型 假定蛋白 蛋白 類(lèi)似 蛋白 類(lèi)似 乙烯敏感性 類(lèi)似蛋白 乙烯不敏感 類(lèi)似蛋白 乙烯敏感性 類(lèi)似蛋白 乙烯敏感性 類(lèi)似蛋白 乙烯敏感性 類(lèi)似蛋白 乙烯不敏感 類(lèi)似蛋白 同源盒蛋白結(jié)合 類(lèi)似 亞型 同源盒蛋白結(jié)合 類(lèi)似 同源盒蛋白結(jié)合 類(lèi)似 亞型 同源盒蛋白結(jié)合 類(lèi)似 同源盒蛋白結(jié)合 類(lèi)似 亞型 同源盒蛋白結(jié)合 類(lèi)似 亞型 轉(zhuǎn)錄抑制因子 轉(zhuǎn)錄抑制因子 轉(zhuǎn)錄抑制因子 假定蛋白 轉(zhuǎn)錄抑制因子 轉(zhuǎn)錄抑制因子 鋅指同源結(jié)構(gòu)域蛋白 鋅指同源結(jié)構(gòu)域蛋白 簡(jiǎn)化的鋅指蛋白 鋅指同源結(jié)構(gòu)域蛋白 類(lèi)似 簡(jiǎn)化的鋅指蛋白 類(lèi)似 表 鐵皮石斛氮吸收相關(guān)基因在不同栽培基質(zhì)下的表達(dá)量 基因家族基因 編號(hào)基因注釋 對(duì)照碎松樹(shù)皮泥炭土水苔碎花生殼刨花椰糠森林腐葉土 家族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 家族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 家族 類(lèi)似 家族 亞基 家族 家族 亞基 家族 家族 類(lèi)似 家族 亞基 硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 家族 家族 亞基 家族 亞基 家族 亞基 家族 亞基 家族 亞基 預(yù)測(cè)的肽 硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 高度關(guān)聯(lián)硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 家族 家族 類(lèi)似 家族 家族 家族 亞基 預(yù)測(cè)的肽 硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 家族 亞基 硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 家族 預(yù)測(cè)的肽 硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 家族 家族 亞基 家族 亞基 生長(zhǎng)調(diào)控因子 類(lèi)似 生長(zhǎng)調(diào)控因子 生長(zhǎng)調(diào)控因子 生長(zhǎng)調(diào)控因子 信號(hào)相關(guān)基因 是促分裂原活化蛋白激酶 家族 分為 和 按信 號(hào)來(lái)源分類(lèi) 分別逐級(jí)激活調(diào)控下游其它基因的表達(dá) 表 列舉 了識(shí)別得到的 基因和 基因 及其在不同基質(zhì)中的表 達(dá)量差異 本實(shí)驗(yàn)識(shí)別了 個(gè)可能的 基因 表 在不同基 質(zhì)中呈現(xiàn)多樣的表達(dá)方式 如 注釋為 在 水苔基質(zhì)中被明顯誘導(dǎo)表達(dá) 注釋為 在刨 花基質(zhì)中被明顯誘導(dǎo)表達(dá) 注釋為 亞基 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥 年第 卷第 期 在椰糠基質(zhì)中被明顯誘導(dǎo)表達(dá) 表 鐵皮石斛 和 基因在不同栽培基質(zhì)下的表達(dá)量 基因家族基因 編號(hào)基因注釋 對(duì)照碎松樹(shù)皮泥炭土水苔碎花生殼刨花椰糠森林腐葉土 亞基 類(lèi)似 類(lèi)似亞基 亞基 亞基 類(lèi)似 亞基 類(lèi)似 類(lèi)似 同系物 預(yù)測(cè)的 類(lèi)似 類(lèi)似 亞基 亞基 類(lèi)似亞基 亞基 類(lèi)似 亞基 類(lèi)似 亞基 類(lèi)似 預(yù)測(cè)的 類(lèi)似 部分 類(lèi)似 類(lèi)似 亞基 是鈣依賴(lài)性蛋白激酶 家族 是植物重要的 感受器之一 將 信號(hào)轉(zhuǎn)為磷 酸化級(jí)聯(lián)反應(yīng) 在植物發(fā)育和環(huán)境信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用 表 列舉了部分 基因家族及其在不同基質(zhì)中的表達(dá)量差 異 本實(shí)驗(yàn)識(shí)別了 個(gè)可能的 基因 表 與 家 族類(lèi)似 在不同基質(zhì)中也呈現(xiàn)多樣的表達(dá)方式 如 注釋為 在水苔基質(zhì)中被明顯誘導(dǎo)表達(dá) 注釋為 在碎松樹(shù)皮 碎花生殼 椰糠和森林 腐葉土中被明顯誘導(dǎo)表達(dá) 但在泥炭土中誘導(dǎo)不明顯 表 鐵皮石斛 基因在不同栽培基質(zhì)下的表達(dá)量 基因 編號(hào)基因注釋 對(duì)照碎松樹(shù)皮泥炭土水苔碎花生殼刨花椰糠森林腐葉土 類(lèi)似 類(lèi)似 類(lèi)似 類(lèi)似 類(lèi)似亞基 類(lèi)似 部分 類(lèi)似亞基 類(lèi)似 類(lèi)似 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥 年第 卷第 期 討論 鐵皮石斛是名貴的藥用植物 栽培基質(zhì)是其人工種植的重要 影響因素之一 關(guān)于鐵皮石斛基質(zhì)對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育和藥用品質(zhì)的影 響已有較多報(bào)道 也因此總結(jié)獲得了大量利于其種植的基質(zhì)或基 質(zhì)組合 但是 鐵皮石斛為代表的石斛屬植物在不同栽培 基質(zhì)中的應(yīng)答分子調(diào)控機(jī)制尚不明確 涉及的關(guān)鍵基因也未探 明 本研究利用松樹(shù)皮 泥炭土等 種常見(jiàn)栽培基質(zhì)對(duì)鐵皮石斛 根進(jìn)行誘導(dǎo)處理 并對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序 探討鐵皮石斛在不同 基質(zhì)中的差異表達(dá)基因及其功能分類(lèi)和調(diào)控通路 為揭示鐵皮石 斛應(yīng)答不同基質(zhì)的分子機(jī)制奠定基礎(chǔ) 本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)鐵皮石斛在碎松樹(shù)皮 泥炭土 水苔 碎花生殼 刨花 椰糠和森林腐葉土 種基質(zhì)中均有很多基因被不同程度地 誘導(dǎo)表達(dá) 說(shuō)明鐵皮石斛根在接觸這些基質(zhì)后 都產(chǎn)生明顯的信 號(hào)響應(yīng) 根據(jù)差異基因的數(shù)量 發(fā)現(xiàn)碎松樹(shù)皮 泥炭土 碎花生 殼 椰糠和森林腐葉土基質(zhì)對(duì)鐵皮石斛基因的影響較大 而水苔 和刨花基質(zhì)對(duì)其基因的影響相對(duì)較小 可能與碎松樹(shù)皮等基質(zhì) 包含更為豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有關(guān) 而水苔和刨花基質(zhì)能提供給石斛 的養(yǎng)分物質(zhì)可能較少 或是其誘導(dǎo)基因相對(duì)較少的主要原因 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是相對(duì)完整的反應(yīng)全部基因的表達(dá) 本實(shí)驗(yàn)通過(guò)幾個(gè)熱點(diǎn)基因類(lèi)別對(duì)分子調(diào)控機(jī)制進(jìn)行分析 轉(zhuǎn)錄 因子是一個(gè)很大的基因類(lèi)別 也是在機(jī)體中起到關(guān)鍵調(diào)控作用的 基因之一 本實(shí)驗(yàn)通過(guò)基因注釋 識(shí)別了 個(gè)轉(zhuǎn)錄因子 選 擇了幾種與植物生長(zhǎng)發(fā)育和環(huán)境脅迫應(yīng)答有關(guān)的幾種轉(zhuǎn)錄因子 進(jìn)行列舉 表 此外 在表 中列舉了氮元素吸收有關(guān)的幾個(gè) 典型基因 表 和表 分別列舉了細(xì)胞中信號(hào)的相關(guān)基因 家族和 家族 通過(guò)這些基因在碎松樹(shù)皮 泥炭土 水苔 碎 花生殼 刨花 椰糠和森林腐葉土 種基質(zhì)中的表達(dá)量差異 為揭 示鐵皮石斛在不同基質(zhì)的響應(yīng)機(jī)制提供參考 雖然這些零散的 基因表達(dá)數(shù)據(jù)尚不能形成完整的分子響應(yīng)機(jī)制 但是隨著研究的 深入 以及對(duì)基因功能的挖掘與驗(yàn)證 能逐步揭示鐵皮石斛根對(duì) 基質(zhì)的適應(yīng)機(jī)理 參考文獻(xiàn) 邵 華 張玲琪 李俊梅 等 鐵皮石斛研究進(jìn)展 中草藥 宋廣青 劉新民 王 瓊 等 石斛藥理作用研究進(jìn)展 中草 藥 陳文強(qiáng) 汪小福 陳笑蕓 等 基于 和 技術(shù)鑒定浙江鐵 皮石斛的初步研究 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào) 譚道鵬 何芋岐 石斛類(lèi)藥材人工栽培發(fā)展概述 遵義醫(yī)科大 學(xué)學(xué)報(bào) 陳宜均 李康琴 鄧紹勇 等 鐵皮石斛栽培基質(zhì)研究進(jìn)展 江 西林業(yè)科技 李關(guān)艷 蘇有勇 李思梅 等 鐵皮石斛栽培基質(zhì)的篩選研究 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 陳寶玲 陳 爾 王華新 等 不同基質(zhì)配比對(duì)鐵皮石斛試管苗移 栽的影響 北方園藝 謝騰飛 張華通 何旭君 等 鐵皮石斛組織培養(yǎng)工廠化育苗及原 生態(tài)栽培技術(shù)研究 特產(chǎn)研究 張華通 吳坤林 何旭君 等 金釵石斛工廠化育苗試管苗移栽技 術(shù)研究 中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè) 蘭 海 潘宏兵 和獻(xiàn)鋒 等 鐵皮石斛種植基質(zhì)篩選研究 四 川林業(yè)科技 吳 雅 史驥清 滕士元 等 鐵皮石斛組培苗移栽基質(zhì)的篩選 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 劉洪見(jiàn) 肖三哲 鄭 堅(jiān) 等 鐵皮石斛栽培基質(zhì)的篩選 浙江 農(nóng)業(yè)科學(xué) 胡傳久 李海波 陳友吾 等 香菇廢菌糠栽培鐵皮石斛的研究 食藥用菌 王堯龍 黃璐琦 袁 媛 等 藥用植物轉(zhuǎn)錄組研究進(jìn)展 中國(guó) 中藥雜志 時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥 年第 卷第 期