基于RNA-Seq解析小桐子棉子糖代谢途径在干旱适应中的作用

作为新兴的能源植物,小桐子所具备的耐贫瘠、种子含油量高、油质优良等特性使其受到广泛关注。本研究对小桐子幼苗进行10%PEG模拟干旱锻炼与空气干旱胁迫处理,以叶片样品进行RNA-Seq文库构建并基于Illumina Hiseq2000平台进行高通量测序,对差异表达基因进行鉴定和通路富集分析,发现糖代谢通路得到了显著富集。其中,肌醇半乳糖苷合成酶(inositol galactoside synthase,GS)和棉子糖合成酶(raffinose synthase,RS)作为棉子糖系列寡糖合成途径的2类关键酶,其家族成员的不同编码序列在干旱胁迫下呈现不同的表达模式。实时荧光定量(RT-q PCR)验证了两个酶基因家族关键成员对干旱处理的诱导响应,暗示了棉子糖合成途径参与了干旱锻炼和胁迫耐受性的形成,为进一步揭示小桐子抗旱性形成的分子机制及其基因工程改良奠定了坚实的理论基础。