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Rhododendron热胁迫下乙烯相关基因表达调控及耐热性关联分析。通过转录组数据和qPCR验证,发现ACO1/ACO2、EIN4、CTR1等基因表达模式存在显著差异,其中DREB2C、ERF71、ERF3(含EAR结构域)在热响应中起关键作用。研究揭示了乙烯信号通路时空特异性调控机制及耐热性分子标记。
摘要
杜鹃花是一类具有极高观赏价值的植物,但对高温非常敏感,其景观应用在夏季面临极端高温的挑战。在我们之前的研究中,发现杜鹃花在高温胁迫下会加速乙烯的释放,并且耐热性与乙烯释放之间存在正相关关系。因此,本研究利用四种具有不同耐热性的杜鹃花(R. molle、R. irroratum、R. delavayi 和 R. decorum)的转录组数据,来鉴定与乙烯相关的基因,并研究这些基因在高温胁迫下的表达调控机制。本研究的qPCR结果与之前的转录组研究结果基本一致:R. molle、R. delavayi 和 R. decorum 中的 ACO1 和 ACO2 基因在高温胁迫下表达下调;而 ACO3 基因在 R. irroratum、R. delavayi 和 R. decorum 中首先上调随后下调。在乙烯信号传导途径中,除了 R. molle 中的 ERS1 基因外,所有杜鹃花中的 ETR2 和 ERS1 基因在不同时间点均表现出上调趋势。EIN4 基因在 R. molle 和 R. delavayi 中表达下调,而在 R. irroratum 中则先上调后下调。CTR1 基因在所有杜鹃花中于12小时时表达下调,而 CTR2 基因在3小时时表达上调。在 R. molle 中,EIN2、EIN3 和 EBF 基因在高温胁迫后表达受到抑制,而在其他杜鹃花中则分别在6小时、12小时或24小时时表达上调。在ERF家族中,DREB2C、ERF71 和 ERF3 基因在3小时胁迫时表达增加,随后随着胁迫时间的延长而不同程度地下降。ERF3 基因含有EAR基序,可能具有转录抑制功能。DREB2C 和 ERF71 可能在杜鹃花对高温胁迫的响应中发挥更重要的作用。本研究的结果可为后续关于杜鹃花中乙烯响应高温胁迫的分子机制研究提供参考。
杜鹃花是一类具有极高观赏价值的植物,但对高温非常敏感,其景观应用在夏季面临极端高温的挑战。在我们之前的研究中,发现杜鹃花在高温胁迫下会加速乙烯的释放,并且耐热性与乙烯释放之间存在正相关关系。因此,本研究利用四种具有不同耐热性的杜鹃花(R. molle、R. irroratum、R. delavayi 和 R. decorum)的转录组数据,来鉴定与乙烯相关的基因,并研究这些基因在高温胁迫下的表达调控机制。本研究的qPCR结果与之前的转录组研究结果基本一致:R. molle、R. delavayi 和 R. decorum 中的 ACO1 和 ACO2 基因在高温胁迫下表达下调;而 ACO3 基因在 R. irroratum、R. delavayi 和 R. decorum 中首先上调随后下调。在乙烯信号传导途径中,除了 R. molle 中的 ERS1 基因外,所有杜鹃花中的 ETR2 和 ERS1 基因在不同时间点均表现出上调趋势。EIN4 基因在 R. molle 和 R. delavayi 中表达下调,而在 R. irroratum 中则先上调后下调。CTR1 基因在所有杜鹃花中于12小时时表达下调,而 CTR2 基因在3小时时表达上调。在 R. molle 中,EIN2、EIN3 和 EBF 基因在高温胁迫后表达受到抑制,而在其他杜鹃花中则分别在6小时、12小时或24小时时表达上调。在ERF家族中,DREB2C、ERF71 和 ERF3 基因在3小时胁迫时表达增加,随后随着胁迫时间的延长而不同程度地下降。ERF3 基因含有EAR基序,可能具有转录抑制功能。DREB2C 和 ERF71 可能在杜鹃花对高温胁迫的响应中发挥更重要的作用。本研究的结果可为后续关于杜鹃花中乙烯响应高温胁迫的分子机制研究提供参考。