红花（Carthamus tinctorius L.）的转录组分析揭示了在干旱胁迫下渗透调节机制和调控机制所起的作用

本研究通过转录组分析揭示金雀花幼苗期干旱胁迫的分子机制，鉴定1096个差异基因，其中454个上调、642个下调，主要涉及转移酶、激酶和转录因子。生理检测显示光合速率和叶绿素含量显著下降，功能富集分析发现过氧化物体、自噬等新途径，并鉴定出具有潜在育种价值的候选基因。

　　

摘要

尽管红花（Carthamus tinctorius L.）是一种具有重要药用和工业价值的作物，并且具有内在的耐逆性，但其在转录组水平上对干旱胁迫的分子机制响应却鲜有研究。本文在幼苗阶段进行了全面的转录组分析，以鉴定出对干旱胁迫具有响应性的基因。在1.52亿个高质量读取序列中，有1.38亿个（占90.9%）被映射到参考基因组上，生成了74,491个contigs。研究发现，在干旱胁迫下有1,096个差异表达基因（DEGs），其中454个基因上调，642个基因下调。转移酶（n=58）、激酶（n=51）和转录因子（n=47）是干旱胁迫下的关键遗传因子。39个转录因子（属于HD-ZIP、ERF、CO-like、bZIP、TALE、NAC、C2H2、FAR1、GRAS、MYB相关和Trihelix家族）上调，而59个转录因子（属于bHLH、GATA、HD-ZIP、WRKY、G2-like、DBB和LBD家族）下调。研究结果表明，干旱胁迫显著降低了光合作用速率和叶绿素含量。功能富集分析显示，除了经典的干旱胁迫响应途径（如代谢途径和次生代谢产物生物合成）外，还发现了其他特定途径，包括过氧化物酶体、自噬、光合作用、甘油脂代谢、β-丙氨酸生物合成和蛋白质加工。除了鉴定出红花中经典的干旱胁迫响应基因外，还在干旱胁迫转录组分析中发现了几个新的基因，这些基因在红花中尚未被报道，在其他植物中也较少被研究。这些候选基因可能在未来的育种计划中具有潜力，有助于培育耐逆品种并作为分子标记。