玉米花丝响应干旱胁迫的转录组学分析.pdfVIP

AGRICULTURAE华北农学报·2024，39（1）：37-47

BOREALI-SINICA

玉米花丝响应干旱胁迫的转录组学分析

朱凡,徐芷琪，段雨洁,李阳阳，宋有洪

（安徽农业大学农学院，安徽合肥230036）

摘要：为探究花丝对干旱胁迫的分子响应，以安农591和先玉335为材料，设置土壤含水量为80%田间持水量（CK）

和60%田间持水量（DS)的2个处理，在玉米花丝伸长速增期取样，进行转录组测序。通过对比2个品种干旱组和对照

组的基因表达差异，明确玉米花丝响应干旱的关键通路和相关候选基因。结果表明：苯丙烷类生物合成途径（ko00940）

和淀粉和蔗糖代谢途径(ko00500)为玉米花丝响应干旱的关键通路。在苯丙烷类生物合成途径通路中编码4-香豆酸-辅

酶A连接酶（4CL）、肉桂酰辅酶A还原酶（CCR）、肉桂醇脱氢酶（CAD）和过氧化物酶（POD）的基因在干旱的玉米花丝

中低表达。相关分析表明,编码4CL、CCR、CAD和POD的基因下调与木质素含量降低有关。在淀粉和蔗糖代谢途径中

转化酶和蔗糖合酶基因在干旱的玉米花丝中低表达；相关分析表明,转化酶和蔗糖合酶基因下调与蔗糖代谢有关。

综上所述，本研究确定了参与蔗糖和木质素代谢的关键基因和代谢物，木质素合成可能与玉米花丝耐旱相关，4CL、

CCR、CAD和POD是木质素合成通路中玉米花丝耐旱的候选基因；此外，淀粉和蔗糖代谢途径可能与花丝伸长和花丝

耐旱有关,转化酶和蔗糖合酶可能是调控花丝耐旱的关键酶。

关键词：玉米；花丝；干旱胁迫；转录组；苯丙烷类生物合成途径；淀粉和蔗糖代谢途径

中图分类号：S513.03;Q78文献标识码：A文章编号：1000-7091(2024)01-0037-11

doi:10.7668/hbnxb

TranscriptomicAnalysisofMaizeSilksinResponsetoDroughtStress

ZHUFan,XUZhiqi,DUANYujie,LIYangyang,SONGYouhong

(CollegeofAgronomy,AnhuiAgriculturalUniversity,Hefei230036,China)

Abstract:Toinvestigatethemolecularresponsetodroughtstressofsilks,twotreatmentswithsoilmoisture

contentof80%fieldholdingcapacity

591andXianyu335,andthemaizesilksweresampledduringtherapidincreaseinsilkelongation,andtranscrip-

tomesequencingwasperformed.Bycomparingthegeneexpressiondifferencesbetweenthedroughtandcontrol

groupsofthetwovarieties,thekeypathwaysandrelatedcandidategenesofmaizesilksinresponsetodrought

wereclarified.Theresultsshowedthatthephenylpropanebiosynthesispathway(ko00940)andstarchandsu-

crosemetabolismpathway(ko00500)werethekeypathwaysinmaizesilkresponsetodrought.Inthephenylpro-

panebiosyntheticpathway4CL,CCR,CADandPODgeneswerelowlyexpressedindrought-pronema