比较转录组分析莲WRKY基因家族响应激素SA和JA的表达谱文献综述
2020-04-15 16:49:36
WRKY转录因子家族是仅存于高等植物中的一类锌指蛋白,参与植物的生长发育,能对环境胁迫和病原侵染作出响应。WRKY作为植物中最大的转录因子家族,参与植物诸多生理生化过程,其名称源于一段靠近于C端由约60个氨基酸残基组成的高度保守的WRKY保守域,这段区域包括N端的WRKYGQK 序列和 C 端的锌指结构(Zinc finger motif),能够与靶基因启动子区域中的W盒(T)TGACC(A/T) 或者SURE(糖响应顺式元件)核苷酸序列特异性结合进而调控下游目标基因的表达。WRKY转录因子蛋白在植物免疫反应中发挥重要作用,是植物免疫系统各通路的中心组件,包括MTI、PTI、ETI、基本防御及系统获抗性。其次,WRKY转录因子在植物的应激反应中也起关键作用,其网络涉及生物和非生物胁迫的各组成部分。WRKY转录因子家族基因过表达能增强植物对盐和干旱胁迫的耐受性,同时增强抗病性。此外,WRKY转录因子还在植物种子发芽、衰老及其他发育反应中发挥重要作用。WRKY基因的作用机制有上游调控、下游调控和结构上的相互作用。但是目前关于WRKY转录因子家族的研究主要是陆生植物,很少涉及到水生植物。
莲花是一种水生植物,属于莲科(Nelumbonaceae)莲属(Nelumbo),因其在佛教和印度教中的宗教意义而得名,在亚洲,作为一种食物已经有7000多年的历史,人们种植莲花是为了获得可食用的根茎、种子和叶子。其芽、花、花药、雄蕊、果实、叶、茎、根茎、根等均被用作治疗癌症、抑郁症、腹泻、心脏病、高血压和失眠的中草药,因此莲花是一种具有农业、药用、文化和宗教重要性的基础植物。有研究表明,植物莲体内有一种比较重要的生物碱的调控与WRKY转录因子有关,故我们需要研究植物莲的WRKY转录因子,探究WRKY转录因子的作用。
WRKY都是通过激素响应的,所以我们用水杨酸(SalicylicAcid,SA),茉莉酸类物质(Jasmonates,JAs)处理植物莲,探究植物莲被SA和JA处理后,WRKY基因是否能够响应,又是如何变化的。SA是植物体内普遍存在的内源信号分子,具有重要的生理功能,在植物的生理方面发挥着重要的作用。研究表明,水杨酸在植物的抗病、抗旱、抗冷和抗盐等方面,以及对种子萌发、果实成熟和园艺产品保鲜等方面有明显作用。JA也是植物体内的一种生长调节物质,在调节植物生长发育、光合特性及抗逆反应等方面起着重要的作用,比如种子的萌发,植物的衰老和生长,花粉的孕育,球茎的形成,卷须的缠绕等等。研究表明,SA和JA在抑制生长、促进衰老及参与逆境胁迫反应时,可能以协同或者拮抗的效应发生作用。
本课题则是分别利用SA和JA对莲叶片进行处理,并进行转录组测序和比较转录组分析,探讨莲WRKY基因家族在SA和JA介导的植物生理响应过程中的角色和功能。{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}(1)研究(设计)的基本内容
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对SA和JA处理的莲叶片转录组进行总体描述:数据量、表达的总基因数、总体GC含量、新基因数、基因的表达量、基因的差异表达量等等;
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比较SA和JA处理条件下差异表达基因,并进行功能富集分析;
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调查莲的WRKY家族基因在SA/JA处理前后的表达差异,绘制莲WRKY家族基因的表达热图;
(2)研究目标
1.比较SA和JA处理后植物转录组的基因表达差异;