比较转录组研究钛离子对紫花苜蓿基因表达的影响

钛离子可显著促进植物生长，增加作物产量. 以紫花苜蓿（Medicago sativa）为材料，用钛离子水溶液（0，8 mg/L）喷施植株叶面，24 h后取样进行Illumina高通量RNA-Seq测序，研究钛离子对紫花苜蓿叶片基因表达的影响，在转录水平上研究钛离子作用的分子机理. 以蒺藜苜蓿（Medicago truncatula）为参考基因组进行比对，结果显示，共获得28 437个注释基因. 差异表达分析表明，与对照相比，8 mg/L钛离子处理引起大量基因表达发生变化，482个差异表达的基因中247个上调表达，235个下调表达. GO和KEGG注释结果显示，大量核糖体（18）、热激蛋白（7）、转录因子WRKY（5）类编码基因上调表达；尽管抗病相关基因上调的个数（11）低于下调的（22），但这些抗病相关基因的总体表达量，FPKM从12 563上升至16 197. 下调的基因主要有细胞色素P450家族基因（上调2个，下调7个）. 推测钛离子作为一种胁迫信号刺激紫花苜蓿产生应答，引起基因表达发生变化，上调了与生长和胁迫适应相关基因的表达，进而促进植物生长和提高对逆境的耐受性. 本研究为揭示钛离子调节植物生长的机制打下基础，为进一步钛离子制剂在农业生产中的应用提供指导. （图5 表4 参46