基于转录组分析外源H2S对拟南芥芥子油苷生物合成的影响
来源：中国环境科学杂志2023年第2期北京时间：
作者：祁红学, 吴丽华, 李利红
单位：1. 晋中学院化学化工系, 山西 榆次 030619;2. 太原师范学院生物系, 山西 榆次 030619
摘要：外源硫化氢(H2S)喷施拟南芥幼苗后,利用高通量测序技术对植株地上组织进行转录组测序,分析差异表达基因的生物学功能和代谢通路,探究H2S对芥子油苷生物合成的调控作用.结果表明,100μmol/L H2S处理3d后,拟南芥植株共有3160个基因差异表达,涉及细胞代谢、结合、催化、转录调控、物质转运、信号转导等过程.通过KEGG富集分析发现,差异表达基因在多个初生代谢和次生代谢通路显著富集,其中芥子油苷生物合成途径中9个基因差异表达(8个上调和1个下调),均为参与脂肪族芥子油苷合成的关键酶基因,而吲哚族芥子油苷合成相关基因表达无明显改变.同时,硫代谢、半胱氨酸和甲硫氨酸代谢、谷胱甘肽代谢途径中多个基因上调表达,说明外源H2S可增强体内硫相关代谢活动,进而促进植物体内脂肪族芥子油苷的合成.转录因子差异表达分析显示,正向调控脂肪族芥子油苷合成的MYB29基因表达上调,而抑制其合成的MYB51基因表达水平降低,说明H2S可通过调控MYB转录因子的表达来调节植物体内脂肪族芥子油苷的合成.对芥子油苷生物合成途径中部分关键酶基因及相关MYB转录因子表达模式进行实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析,发现其与测序结果一致,证实了转录组测序结果的可靠性,同时也进一步证明了H2S对植物体内芥子油苷生物合成的调控作用.
关键词：H2S,拟南芥,转录组,芥子油苷,差异基因
基金资助：国家自然科学基金资助项目(21307087);山西省应用基础研究计划项目(201901D111299,201901D111301)
