大豆叶片响应CO2浓度升高、干旱及其交互作用的转录组分析

气候变暖及大气CO2浓度升高成为全球共识,由此增加极端天气气候事件(干旱)发生的频率和强度并对大豆生产带来不确定性.本研究通过大豆表型和叶片转录组测序(RNA-seq)分析,阐释CO2浓度升高、干旱及其交互条件对大豆基因表达影响,明确CO2浓度升高影响大豆耐旱性的调控途径,并在两个不同遗传背景品种中验证,从分子水平为未来气候变化背景下大豆抗旱育种提供理论参考.表型结果表明,CO2浓度升高促进了大豆的生长并缓解干旱胁迫的负面效应.叶片转录组测序分析共筛选到89个CO2响应基因,KEGG分类显示这些基因主要参与抗氧化物质(萜类、黄酮类等)代谢,同时特异性差异表达基因功能主要集中在细胞组分和生长发育...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published in作物学报 Vol. 48; no. 5; pp. 1103 - 1118
Main Authors 李阿立, 冯雅楠, 李萍, 张东升, 宗毓铮, 林文, 郝兴宇
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 山西农业大学农学院,山西太谷 030800 12.05.2022
Subjects
大豆;CO2浓度升高;干旱;RNA-seq;差异表达基因
Online AccessGet full text
ISSN0496-3490
DOI10.3724/SP.J.1006.2022.14055

Cover

Abstract 气候变暖及大气CO2浓度升高成为全球共识,由此增加极端天气气候事件(干旱)发生的频率和强度并对大豆生产带来不确定性.本研究通过大豆表型和叶片转录组测序(RNA-seq)分析,阐释CO2浓度升高、干旱及其交互条件对大豆基因表达影响,明确CO2浓度升高影响大豆耐旱性的调控途径,并在两个不同遗传背景品种中验证,从分子水平为未来气候变化背景下大豆抗旱育种提供理论参考.表型结果表明,CO2浓度升高促进了大豆的生长并缓解干旱胁迫的负面效应.叶片转录组测序分析共筛选到89个CO2响应基因,KEGG分类显示这些基因主要参与抗氧化物质(萜类、黄酮类等)代谢,同时特异性差异表达基因功能主要集中在细胞组分和生长发育方面.干旱条件下筛选的1006个差异表达(16倍)基因主要参与各类氨基酸(脯氨酸、色氨酸等)代谢途径,绝大多数蛋白质合成与转运相关基因上调,表明干旱胁迫下大豆叶片内物质合成交换过程加强.交互条件下筛选出的8566个差异表达基因主要参与碳水化合物代谢,光合作用-天线蛋白途径的相关基因几乎全部下调表达,表明交互条件下大豆光合能力下降.34个基因在3种条件下均差异表达,这些基因主要集中在抗氧化物质(黄酮类物质、谷胱甘肽、苯丙素等)代谢方面,且多数参与各类植物激素代谢和刺激响应.6个具有抗旱性功能的差异表达基因在两个不同遗传背景品种中的qRT-PCR结果说明RNA-seq数据准确.总之,CO2浓度升高提高了大豆叶片抗氧化物质代谢和生长发育相关基因的表达;干旱胁迫诱导各类氨基酸代谢和蛋白质合成途径相关基因表达;交互条件下大豆光合能力受限,CO2浓度升高主要通过调控激素代谢、抗氧化物质(抗氧化酶类、黄酮类、苯丙素等)代谢、碳水化合物代谢等途径提高大豆对干旱胁迫的耐受性.
AbstractList 气候变暖及大气CO2浓度升高成为全球共识,由此增加极端天气气候事件(干旱)发生的频率和强度并对大豆生产带来不确定性.本研究通过大豆表型和叶片转录组测序(RNA-seq)分析,阐释CO2浓度升高、干旱及其交互条件对大豆基因表达影响,明确CO2浓度升高影响大豆耐旱性的调控途径,并在两个不同遗传背景品种中验证,从分子水平为未来气候变化背景下大豆抗旱育种提供理论参考.表型结果表明,CO2浓度升高促进了大豆的生长并缓解干旱胁迫的负面效应.叶片转录组测序分析共筛选到89个CO2响应基因,KEGG分类显示这些基因主要参与抗氧化物质(萜类、黄酮类等)代谢,同时特异性差异表达基因功能主要集中在细胞组分和生长发育方面.干旱条件下筛选的1006个差异表达(16倍)基因主要参与各类氨基酸(脯氨酸、色氨酸等)代谢途径,绝大多数蛋白质合成与转运相关基因上调,表明干旱胁迫下大豆叶片内物质合成交换过程加强.交互条件下筛选出的8566个差异表达基因主要参与碳水化合物代谢,光合作用-天线蛋白途径的相关基因几乎全部下调表达,表明交互条件下大豆光合能力下降.34个基因在3种条件下均差异表达,这些基因主要集中在抗氧化物质(黄酮类物质、谷胱甘肽、苯丙素等)代谢方面,且多数参与各类植物激素代谢和刺激响应.6个具有抗旱性功能的差异表达基因在两个不同遗传背景品种中的qRT-PCR结果说明RNA-seq数据准确.总之,CO2浓度升高提高了大豆叶片抗氧化物质代谢和生长发育相关基因的表达;干旱胁迫诱导各类氨基酸代谢和蛋白质合成途径相关基因表达;交互条件下大豆光合能力受限,CO2浓度升高主要通过调控激素代谢、抗氧化物质(抗氧化酶类、黄酮类、苯丙素等)代谢、碳水化合物代谢等途径提高大豆对干旱胁迫的耐受性.
Author 李萍
张东升
宗毓铮
郝兴宇
李阿立
林文
冯雅楠
AuthorAffiliation 山西农业大学农学院,山西太谷 030800
AuthorAffiliation_xml – name: 山西农业大学农学院,山西太谷 030800
Author_FL LI A-Li
LI Ping
ZHANG Dong-Sheng
LIN Wen
FENG Ya-Nan
ZONG Yu-Zheng
HAO Xing-Yu
Author_FL_xml – sequence: 1
  fullname: LI A-Li
– sequence: 2
  fullname: FENG Ya-Nan
– sequence: 3
  fullname: LI Ping
– sequence: 4
  fullname: ZHANG Dong-Sheng
– sequence: 5
  fullname: ZONG Yu-Zheng
– sequence: 6
  fullname: LIN Wen
– sequence: 7
  fullname: HAO Xing-Yu
Author_xml – sequence: 1
  fullname: 李阿立
– sequence: 2
  fullname: 冯雅楠
– sequence: 3
  fullname: 李萍
– sequence: 4
  fullname: 张东升
– sequence: 5
  fullname: 宗毓铮
– sequence: 6
  fullname: 林文
– sequence: 7
  fullname: 郝兴宇
BookMark eNotj09LAkEcQOdgkJnfoHun3X4zs_PvGNJfJIPqLLvsThSxQosYnQpMKxAjjSKik1RQF4OENvw0Obv2LSrq9G7v8aZQJqyEAUIzGGwqiDO3sW6v2hiA2wQIsbEDjGVQFhzFLeoomET5KNrxgGLhgJQqi9ZM73Hcb5j2ID1rmk7LxN1CiSRvHRM_mFbz6_nm8-jYvL8m133TPjcng1HcG8WXo-Fd2n1Kb-vj4YsZXqUfdXPaSO4vptGEdveiIP_PHNpaXNgsLFvF0tJKYb5oRRiItARWTAulAbBkGgJFBfcFcDeQTDIiAPNAeJxJV7tYE1_7mjLma62olFxzmkOzf96aG2o33C7vVqr74U-xfFit1A68331gAJJ-A6TdbBQ
ContentType Journal Article
Copyright Copyright © Wanfang Data Co. Ltd. All Rights Reserved.
Copyright_xml – notice: Copyright © Wanfang Data Co. Ltd. All Rights Reserved.
DBID 2B.
4A8
92I
93N
PSX
TCJ
DOI 10.3724/SP.J.1006.2022.14055
DatabaseName Wanfang Data Journals - Hong Kong
WANFANG Data Centre
Wanfang Data Journals
万方数据期刊 - 香港版
China Online Journals (COJ)
China Online Journals (COJ)
DatabaseTitleList
DeliveryMethod fulltext_linktorsrc
DocumentTitle_FL Transcriptome analysis of leaves responses to elevated CO2 concentration, drought and interaction conditions in soybean [Glycine max (Linn.) Merr.]
EndPage 1118
ExternalDocumentID zuowxb202205008
GrantInformation_xml – fundername: (山西农业大学省部共建有机旱作农业国家重点实验室自主研发项目); (国家自然科学基金); (国家自然科学基金); (国家自然科学基金)
  funderid: (山西农业大学省部共建有机旱作农业国家重点实验室自主研发项目); (国家自然科学基金); (国家自然科学基金); (国家自然科学基金)
GroupedDBID -04
23M
2B.
4.4
4A8
5GY
5XA
5XE
92G
92I
93N
AAHBH
ABJNI
ACGFS
ALMA_UNASSIGNED_HOLDINGS
CCEZO
CHDYS
CS3
CW9
EBS
EJD
GROUPED_DOAJ
P2P
PSX
RIG
TCJ
TGD
U1G
U5N
ID FETCH-LOGICAL-s1028-7195f79f00185f0e9376d706ae858527016e7b658afa1f2dfdf355dff93886f63
ISSN 0496-3490
IngestDate Thu May 29 04:05:30 EDT 2025
IsPeerReviewed true
IsScholarly true
Issue 5
Keywords 大豆;CO2浓度升高;干旱;RNA-seq;差异表达基因
Language Chinese
LinkModel OpenURL
MergedId FETCHMERGED-LOGICAL-s1028-7195f79f00185f0e9376d706ae858527016e7b658afa1f2dfdf355dff93886f63
PageCount 16
ParticipantIDs wanfang_journals_zuowxb202205008
PublicationCentury 2000
PublicationDate 2022-05-12
PublicationDateYYYYMMDD 2022-05-12
PublicationDate_xml – month: 05
  year: 2022
  text: 2022-05-12
  day: 12
PublicationDecade 2020
PublicationTitle 作物学报
PublicationTitle_FL Acta Agronomica Sinica
PublicationYear 2022
Publisher 山西农业大学农学院,山西太谷 030800
Publisher_xml – name: 山西农业大学农学院,山西太谷 030800
SSID ssib031740889
ssib002263356
ssib051369771
ssj0037550
ssib001101042
Score 2.3428695
Snippet 气候变暖及大气CO2浓度升高成为全球共识,由此增加极端天气气候事件(干旱)发生的频率和强度并对大豆生产带来不确定性.本研究通过大豆表型和叶片转录组测序(RNA-seq)分析,阐...
SourceID wanfang
SourceType Aggregation Database
StartPage 1103
Title 大豆叶片响应CO2浓度升高、干旱及其交互作用的转录组分析
URI https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/zuowxb202205008
Volume 48
hasFullText 1
inHoldings 1
isFullTextHit
isPrint
journalDatabaseRights – providerCode: PRVAON
  databaseName: DOAJ Directory of Open Access Journals
  issn: 0496-3490
  databaseCode: DOA
  dateStart: 20210101
  customDbUrl:
  isFulltext: true
  dateEnd: 99991231
  titleUrlDefault: https://www.doaj.org/
  omitProxy: true
  ssIdentifier: ssj0037550
  providerName: Directory of Open Access Journals
link http://utb.summon.serialssolutions.com/2.0.0/link/0/eLvHCXMwnR1Na9VAMNR68SKKit_04J4kNdkk-3HcvJdHKVg9tNBbyevL6ukVbIvSk0JtVSgVW1FEeioq6KWCBZ_019j01X_hzCR9jeWB2kuYTGZnZ3ay2Znszq7j3MhUU1uhrJspK92Qe4GbSpxwzXSW6pYSGcfc4dtjYmQiHJ2MJgdObFRWLc3PNYenF_rmlRzHqoADu2KW7H9YtscUEACDfeEKFobrP9mYJREzITOSJYrFPlMCMarBYgAkU5pBqA8YHTBVRyA2TIe1O5wlgsWEL5CmKFgnes1MzLRiSYDLIJRPNJrFVEpLrKioRRkCIqouJD5hCWhOQJ3pGkqiQUhFgGEqJGnrzNSIM9BE-CiO6REwVKQI1JWw4pDPA-_5D56gndHUAnWSX6A8Jjp4g4gBKJSgQqBN3MBCoJmKD0kirMk0iCRGTaCQAY5eHy4KhIEmqhaOa0BKQikSqmzC6p8UCMJxE9bDuJvK-dSICutCuUgMZFBwMhW79tTr0fQwIDM0AYdO0p8ncjDU1h6L5U3cMsjzKh_-UAs3CMsWLkepUFV6Y1QZcsB_CyruC4xdqt_QGEge4uT83eFRXBmDq3M4h3HSK3ZJPrLp-ML8zMNHTU5p2JRLf5LDqOlVflmQu-1jNF-ZleciqGx3CK5piKvoDu4jPxAQbvSWYAUyohOUe_oWqa0o6a1-clJeXdum7XsVF3D8jHO6jN2GTNERzzoDC_fPOWP55sf9raV8dbv7fDlfW8k769DB9r6t5Z0P-cryr89vfz5-kn__uvdmK199kT_d3u1s7nZe7e68765_6r5b3N_5ku-87v5YzJ8t7W28PO9MNJLx2ohbHlLizqJv7kpfR1Zqi6dbRtbLwN0XLemJNMMZdy4hpMpkE_z81Ka-5S3bsuDit6zVgVLCiuCCM9ieaWcXnSHR4jB8Wo83Mz-UKVeWczstvDQMgK9nLzlDpf5T5UdoduqIoS7_neSKc-rw5b_qDM49mM-ugWM917xO1v0Nhiac-Q
linkProvider Directory of Open Access Journals
openUrl ctx_ver=Z39.88-2004&ctx_enc=info%3Aofi%2Fenc%3AUTF-8&rfr_id=info%3Asid%2Fsummon.serialssolutions.com&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.genre=article&rft.atitle=%E5%A4%A7%E8%B1%86%E5%8F%B6%E7%89%87%E5%93%8D%E5%BA%94CO2%E6%B5%93%E5%BA%A6%E5%8D%87%E9%AB%98%E3%80%81%E5%B9%B2%E6%97%B1%E5%8F%8A%E5%85%B6%E4%BA%A4%E4%BA%92%E4%BD%9C%E7%94%A8%E7%9A%84%E8%BD%AC%E5%BD%95%E7%BB%84%E5%88%86%E6%9E%90&rft.jtitle=%E4%BD%9C%E7%89%A9%E5%AD%A6%E6%8A%A5&rft.au=%E6%9D%8E%E9%98%BF%E7%AB%8B&rft.au=%E5%86%AF%E9%9B%85%E6%A5%A0&rft.au=%E6%9D%8E%E8%90%8D&rft.au=%E5%BC%A0%E4%B8%9C%E5%8D%87&rft.date=2022-05-12&rft.pub=%E5%B1%B1%E8%A5%BF%E5%86%9C%E4%B8%9A%E5%A4%A7%E5%AD%A6%E5%86%9C%E5%AD%A6%E9%99%A2%2C%E5%B1%B1%E8%A5%BF%E5%A4%AA%E8%B0%B7+030800&rft.issn=0496-3490&rft.volume=48&rft.issue=5&rft.spage=1103&rft.epage=1118&rft_id=info:doi/10.3724%2FSP.J.1006.2022.14055&rft.externalDocID=zuowxb202205008
thumbnail_s http://utb.summon.serialssolutions.com/2.0.0/image/custom?url=http%3A%2F%2Fwww.wanfangdata.com.cn%2Fimages%2FPeriodicalImages%2Fzuowxb%2Fzuowxb.jpg