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在干旱、盐、极端温度、化学毒害和氧化胁迫等对植物生长的不利因素中,干旱是所有非生物胁迫中对植物生长影响最大的。木薯(Manihot esculenta Crantz)是大戟科块根作物,与马铃薯、甘薯并称为世界三大薯类,是全球第六大粮食作物。木薯具备热带作物典型的高光效、高淀粉产量、抗旱、耐瘠薄等特性,是一个抗旱能力突出的作物。目前,对木薯逆境生理已有一定的研究,本研究团队也预测了一些与干旱胁迫相关的miRNA,但在木薯抗旱性的大部份资料仍然是描述性的,木薯耐/抗旱的分子机理尚未被阐明。
本研究对抗旱能力较强的SC124进行了cDNA-AFLP分析,并鉴定了木薯在干旱胁迫的不同处理时间下的特异表达基因。主要研究结果如下:
1、对木薯SC124品种进行了干旱胁迫处理和对照处理,对4个胁迫处理时间点和一个对照处理时间点的功能叶样品进行了总RNA的提取。
2、使用EcoR I和Mse I限制酶组合,共采用了128对引物组合对SC124品种的4个干旱胁迫时间点进行了cDNA-AFLP分析,从3500个左右有效扩增的基因片段中,得到了117个干旱胁迫差异表达的转录获得片段(TDF)。
3、将cDNA-AFLP的差异表达带型分为了四种类型,测序成功的117条序列在四种带型中的分布为:上调表达(Ⅰ型)49条占测序总数的41.88%,下调表达(Ⅱ型)22条占测序总数的18.80%,先上调后下调表达(Ⅲ型)26条占测序总数的22.22%,先下调后上调表达(Ⅳ型)20条占测序总数的17.09%。
4、对测序结果进行NCBI blastx比对分析,117条序列中的8条无同源序列信息,109条有同源性较高的基因,其中62条的同源基因有功能注释,47条为无功能注释的预测基因或蛋白。按功能将有基因功能注释的62条TDFs分为转录因子、能量代谢、糖类代谢、脂类代谢、氨基酸代谢、信号转导、转移运输、遗传信息处理、多肽类合成与代谢7大类。
5、共对19个TDFs进行了RT-PCR和荧光定量PCR验证,12个分析结果与cDNA-AFLP结果一致。其中9个TDFs分别为能量代谢、脂质代谢、氨基酸代谢、信号转导、多肽合成和代谢功能类的基因。另外3个TDFs无功能注释,可能为未报道的新基因。