不同施磷水平下小麦籽粒生长的转录组差异分析

doi:10.16178/j.issn.0528-9017.20220814

摘要/Abstract

摘要：

为探究磷素对小麦籽粒转录组水平上差异表达基因的影响,用华成3366小麦品种为材料,取花后7、14和21 d小麦籽粒进行转录组分析,通过GO、KOG、KEGG数据库对差异表达基因进行分析。试验在施180 kg·hm^-2纯氮的基础上设置2个磷素水平:对照(P0),0 kg·hm^-2 P₂O₅;施磷(P2),120 kg·hm^-2 P₂O₅。结果表明,经过筛选,花后7 d,P2和P0间筛选出235个差异基因,其中223个基因上调,12个基因下调。花后14 d施磷较对照间筛选出96个差异基因,其中57个基因上调,39个基因下调。花后21 d施磷较对照间筛选出1 560个差异基因,其中822个基因上调,738个基因下调。花后21 d施磷较对照的KEGG通路分析表明,氨基酸的生物合成和氮代谢通路达到显著水平,表明施磷不利于氨基酸的生物合成和氮代谢,降低相关基因表达量,最终可能不利于蛋白质含量的提高。

关键词: 小麦, 磷, 转录组, 差异基因

中图分类号:

S143.2

李瑞, 杨兵兵, 王玲玲, 谭植, 李文阳. 不同施磷水平下小麦籽粒生长的转录组差异分析[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(7): 1703-1708.

图/表 5

参考文献 11

[1]	史硕博, 陈涛, 赵学明. 转录组平台技术及其在代谢工程中的应用[J]. 生物工程学报, 2010, 26(9): 1187-1198.
[2]	梁烨, 陈双燕, 刘公社. 新一代测序技术在植物转录组研究中的应用[J]. 遗传, 2011, 33(12): 1317-1326.
[3]	CALDERON-VAZQUEZ C, IBARRA-LACLETTE E, CABALLERO-PEREZ J, et al. Transcript profiling of Zea mays roots reveals gene responses to phosphate deficiency at the plant- and species-specific levels[J]. Journal of Experimental Botany, 2008, 59(9): 2479-2497. DOI URL
[4]	许长征. 玉米根系对低磷胁迫响应的转录组分析[D]. 济南: 山东大学, 2009.
[5]	陈志英, 胡健, 王长进, 等. 利用转录组测序对不同贮藏温度处理玉米种子的苗期差异表达基因分析[J]. 玉米科学, 2021, 29(6): 35-40, 49.
[6]	LING H Q, MA B, SHI X L, et al. Genome sequence of the progenitor of wheat A subgenome Triticum urartu[J]. Nature, 2018, 557(7705): 424-428. DOI
[7]	JIA J Z, ZHAO S C, KONG X Y, et al. Aegilops tauschii draft genome sequence reveals a gene repertoire for wheat adaptation[J]. Nature, 2013, 496(7443): 91-95. DOI
[8]	李文静, 赵新颖, 纪萌琦, 等. 小麦近等基因系幼穗二棱期转录组分析[J]. 麦类作物学报, 2019, 39(1): 18-28.
[9]	张文云, 张建诚, 姚景珍. 氮胁迫下小麦叶片转录组分析[J]. 中国农业科技导报, 2020, 22(11): 26-34. DOI
[10]	KUMAR R R, GOSWAMI S, SHARMA S K, et al. Harnessing next generation sequencing in climate change: RNA-Seq analysis of heat stress-responsive genes in wheat (Triticum aestivum L.)[J]. Omics: a Journal of Integrative Biology, 2015, 19(10): 632-647. DOI URL
[11]	WEI L, WU Z H, ZHANG Y F, et al. Transcriptome analysis of wheat grain using RNA-Seq[J]. Frontiers of Agricultural Science and Engineering, 2014, 1(3): 214. DOI

处理	花后天数/d	总片段数	总碱基数/ bp	平均片段长度/bp	Q20碱基比例/%	Q30碱基比例/%	GC碱基含量/%
P0	7	50 540 697	6 956 298 140	137.47	98.89	95.80	53.01
P2	7	50 054 747	6 986 894 588	139.64	98.94	95.98	54.54
P0	14	51 251 410	7 229 592 697	141.09	98.84	95.68	53.26
P2	14	36 775 810	5 125 172 609	139.54	98.73	95.39	52.63
P0	21	47 364 864	6 504 088 821	137.34	98.87	95.76	55.20
P2	21	54 790 360	7 582 643 690	138.43	98.90	95.89	56.00

处理	花后天数/d	总片段数	总碱基数/ bp	平均片段长度/bp	Q20碱基比例/%	Q30碱基比例/%	GC碱基含量/%
P0	7	50 540 697	6 956 298 140	137.47	98.89	95.80	53.01
P2	7	50 054 747	6 986 894 588	139.64	98.94	95.98	54.54
P0	14	51 251 410	7 229 592 697	141.09	98.84	95.68	53.26
P2	14	36 775 810	5 125 172 609	139.54	98.73	95.39	52.63
P0	21	47 364 864	6 504 088 821	137.34	98.87	95.76	55.20
P2	21	54 790 360	7 582 643 690	138.43	98.90	95.89	56.00

KO号	注释	对照组 meanTPM	施磷组 meanTPM	log₂差异倍数	P值	基因ID
KO00500	淀粉和蔗糖代谢	0.735 912 5	0.000 100 0	12.845 318 520	0.004 5	TraesCS3B01G336900
KO00520	氨基糖和核苷酸糖代谢	0.735 912 5	0.000 100 0	12.845 318 520	0.004 5	TraesCS3B01G336900
KO01230	氨基酸的生物合成	49.948 217 5	30.466 852 0	0.713 192 753	0.000 1	TraesCSU01G035700
KO00910	氮代谢	49.948 217 5	30.466 852 0	0.713 192 753	0.000 1	TraesCSU01G035700
KO00250	丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢	49.948 217 5	30.466 852 0	0.713 192 753	0.000 1	TraesCSU01G035700
KO00600	鞘脂代谢	12.881 231 0	4.028 046 0	1.677 118 408	0.001 2	TraesCS6A01G362200
KO04020	钙信号通路	25.638 834 5	12.172 194 5	1.074 741 389	0.000 1	TraesCS7A01G184800
KO03060	蛋白质出口	15.177 929 5	6.668 295 0	1.186 585 164	0.001 9	TraesCS6B01G430600
KO00562	磷酸肌醇代谢	25.638 834 5	12.172 194 5	1.074 741 389	0.000 1	TraesCS7A01G184800
KO04070	磷脂酰肌醇信号系统	25.638 834 5	12.172 194 5	1.074 741 389	0.000 1	TraesCS7A01G184800
KO04071	鞘脂信号通路	12.881 231 0	4.028 046 0	1.677 118 408	0.001 2	TraesCS6A01G362200
KO04075	植物激素信号转导	19.167 590 5	9.248 330 0	1.051 404 209	0.000 1	TraesCS4D01G228500
KO04120	泛素介导的蛋白质水解	14.109 027 0	6.346 846 5	1.152 506 643	0.001 3	TraesCS7B01G389000
KO04141	内质网蛋白质加工	16.814 650 0	7.401 177 0	1.183 892 125	0.002 7	TraesCS7B01G466100
KO04712	植物昼夜节律	26.912 651 0	14.226 466 0	0.919 707 183	0.000 0	TraesCS4B01G227600
KO03440	同源重组	1.273 510 0	0.507 483 5	1.327 377 467	0.001 1	TraesCS3D01G231800
KO00310	赖氨酸降解	1 002.356 110 0	572.930 267 5	0.806 963 688	0.000 0	TraesCS6D01G057400
KO00903	柠檬烯和蒎烯降解	2.000 597 0	0.665 996 0	1.586 845 163	0.000 5	TraesCS3D01G274300
KO00627	氨基苯甲酸盐降解	2.000 597 0	0.665 996 0	1.586 845 163	0.000 5	TraesCS3D01G274300

KO号	注释	对照组 meanTPM	施磷组 meanTPM	log₂差异倍数	P值	基因ID
KO00500	淀粉和蔗糖代谢	0.735 912 5	0.000 100 0	12.845 318 520	0.004 5	TraesCS3B01G336900
KO00520	氨基糖和核苷酸糖代谢	0.735 912 5	0.000 100 0	12.845 318 520	0.004 5	TraesCS3B01G336900
KO01230	氨基酸的生物合成	49.948 217 5	30.466 852 0	0.713 192 753	0.000 1	TraesCSU01G035700
KO00910	氮代谢	49.948 217 5	30.466 852 0	0.713 192 753	0.000 1	TraesCSU01G035700
KO00250	丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢	49.948 217 5	30.466 852 0	0.713 192 753	0.000 1	TraesCSU01G035700
KO00600	鞘脂代谢	12.881 231 0	4.028 046 0	1.677 118 408	0.001 2	TraesCS6A01G362200
KO04020	钙信号通路	25.638 834 5	12.172 194 5	1.074 741 389	0.000 1	TraesCS7A01G184800
KO03060	蛋白质出口	15.177 929 5	6.668 295 0	1.186 585 164	0.001 9	TraesCS6B01G430600
KO00562	磷酸肌醇代谢	25.638 834 5	12.172 194 5	1.074 741 389	0.000 1	TraesCS7A01G184800
KO04070	磷脂酰肌醇信号系统	25.638 834 5	12.172 194 5	1.074 741 389	0.000 1	TraesCS7A01G184800
KO04071	鞘脂信号通路	12.881 231 0	4.028 046 0	1.677 118 408	0.001 2	TraesCS6A01G362200
KO04075	植物激素信号转导	19.167 590 5	9.248 330 0	1.051 404 209	0.000 1	TraesCS4D01G228500
KO04120	泛素介导的蛋白质水解	14.109 027 0	6.346 846 5	1.152 506 643	0.001 3	TraesCS7B01G389000
KO04141	内质网蛋白质加工	16.814 650 0	7.401 177 0	1.183 892 125	0.002 7	TraesCS7B01G466100
KO04712	植物昼夜节律	26.912 651 0	14.226 466 0	0.919 707 183	0.000 0	TraesCS4B01G227600
KO03440	同源重组	1.273 510 0	0.507 483 5	1.327 377 467	0.001 1	TraesCS3D01G231800
KO00310	赖氨酸降解	1 002.356 110 0	572.930 267 5	0.806 963 688	0.000 0	TraesCS6D01G057400
KO00903	柠檬烯和蒎烯降解	2.000 597 0	0.665 996 0	1.586 845 163	0.000 5	TraesCS3D01G274300
KO00627	氨基苯甲酸盐降解	2.000 597 0	0.665 996 0	1.586 845 163	0.000 5	TraesCS3D01G274300

[1]	申冠宇, 谢旭东, 陈真真, 周国勤, 尹志刚, 石守设, 孙梦, 陈宏. 不同施氮量对豫南小麦产量、品质的影响[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(9): 2152-2155.
[2]	闫凯旋, 马萌萌, 李卫国, 洪立洲. 江苏沿海地区不同施肥模式对梨园氮磷流失的影响[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(9): 2181-2187.
[3]	陈香华, 孙书阳, 陈亚丽, 李美霞, 周长勇, 曹凯歌, 王晓飞, 巨亚雯, 钱新. 药剂组合混用防治小麦后期病害效果研究[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(9): 2229-2232.
[4]	李闻洁, 徐冰洁, 朱晗昀, 罗涛, 王婷秀, 桑力青, 王伟. 土壤中3种有机磷农药测定[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(8): 2028-2032.
[5]	费冰雁, 赵川, 徐柳静, 沈芳勤, 李建强. 平湖市常规稻麦周年轮作磷肥减量方案探究试验[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(7): 1648-1651.
[6]	胡康赢, 朱江群, 沈建国, 楼玲, 张舟娜. 不同品种配方肥对冬小麦化肥减量增效效果的探讨[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(7): 1663-1666.
[7]	邵俊雯, 王婉瑕, 李瑞莉, 赵红玉. 植物硫酸盐转运体研究进展[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(6): 1417-1425.
[8]	吴越, 陈星星, 朱洁, 周朝生. 基于高通量测序的缢蛏三唑磷急性毒性胁迫下miRNA转录组分析[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(6): 1338-1342.
[9]	刘璐, 白甜, 赵建锋, 王林闯, 许文钊, 张雪莲, 尹莲, 黄大跃, 顾妍, 罗德旭, 孙玉东. 滴灌条件下不同施肥配比对小果型西瓜产量及品质的影响[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(5): 1079-1082.
[10]	周飞, 许熔熔, 陈余平, 韩红煊, 胡铁军, 马进川. 养分专家推荐施肥对杭州湾南岸冬小麦产量、效益及养分利用效率的影响[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(4): 824-828.
[11]	宋亚, 丁锦峰, 李福建, 吴琼, 林静华. 不同耕播方式对稻茬小麦苗情及产量的影响[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(3): 570-573.
[12]	许爱霞, 于倩倩, 王芹, 王宏泽, 宁运旺. 施肥次数对小麦产量效益和氮肥效率的影响[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(3): 574-577.
[13]	姚忠华, 朱磊, 胡丹, 任海英, 孙鹂, 郑锡良. 凋萎病杨梅树磷元素吸收与分配的变化以及施磷肥对发病率的影响[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(2): 404-407.
[14]	岑铭松, 汪彦欣, 陈瑞, 李阿根, 倪进庄. 不同药剂防治小麦赤霉病药效试验[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(2): 425-427.
[15]	徐继根, 李其明, 符成悦, 高旭, 张顺昌, 漆慧娟, 吴昊, 颜韵枝, 骆徐汇. 西兰花台绿5号减肥增效的应用研究[J]. 浙江农业科学, 2023, 64(11): 2673-2676.

不同施磷水平下小麦籽粒生长的转录组差异分析

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 5

参考文献 11

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价