| 甘草幼苗响应干旱胁迫的光合、抗氧化特性及转录组分析 |
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| 引用本文： | 关思静,王楠,徐蓉蓉,葛甜甜,高静,彭亮,张岗,陈莹. 甘草幼苗响应干旱胁迫的光合、抗氧化特性及转录组分析[J]. 草业科学, 2022, 1(1): 2176-2190. DOI: 10.11829/j.issn.1001-0629.2020-0647 |
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| 作者姓名： | 关思静 王楠 徐蓉蓉 葛甜甜 高静 彭亮 张岗 陈莹 |
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| 作者单位： | 陕西中医药大学药学院,/,陕西省秦岭中草药应用开发工程技术研究中心,,陕西,咸阳,712046;陕西中医药大学,/,陕西中药资源产业化省部共建协同创新中心,,陕西,咸阳,712083 |
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| 基金项目： | 根际真菌提高甘草水分和磷利用率的生理机制研究(31600320)%甘草高产优质品种选育及其配套栽培技术研究(2018SF-338)%陕西中医药大学“秦药”品质评价及资源开发学科创新团队项目(2019-QN01) |
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| 摘 要： | 为探究乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis)对干旱胁迫的生理及分子响应机制，本研究采用聚乙二醇6000 (polyethylene glycol 6000, PEG-6000)模拟干旱的方法，测定乌拉尔甘草幼苗光合指标和抗氧化酶活性，并进行转录组测序分析。结果表明：干旱胁迫至7 d时，甘草的净光合速率(net photosynthetic rate, Pn)、气孔导度(stomatal conductance, Gs)、蒸腾速率(transpiration rate, Tr)到达最低值。相对叶绿素含量(soil and plant analyzer develotrnent, SPAD)表现为先上升后下降。干旱引起甘草的氧化应激，处理1 d时提高了叶片中过氧化氢酶(catalase, CAT)活性，降低了根中CAT活性。处理7 d时提高了根中过氧化物酶(peroxide, POD)活性，降低了根中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性。转录组分析结果显示，甘草地上部分和地下部分分别有差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs) 7 500和5 298个；基因本体(gene ontology, GO)富集结果表明，地上和地下两部分的DEGs在三大类的分布基本一致，均被显著富集到细胞过程、代谢过程、细胞结构、催化活性、转导活性等功能；京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG)代谢途径富集分析表明，地上部分和地下部分DEGs均显著富集在转录因子、蛋白激酶、苯丙烷类生物合成和细胞色素P450等代谢途径。转录调控网络分析预测表明，ERF (ethylene responsive factor)、bHLH (basic helix-loop-helix)、NAC (NAM/ATAF/CUC)、MYB (v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)和WRKY 类转录因子可能与甘草次级代谢产物相关基因存在转录调控关系。综上，本研究揭示了干旱胁迫对甘草生理特性的影响，分析了不同部位基因的表达，可为今后研究甘草抗旱机制提供有价值的信息。
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| 关 键 词： | 药用植物 胁迫 生理特性 超氧化物歧化酶 过氧化物酶 富集分析 调控网络 |
Photosynthesis,antioxidant enzyme activity,and transcriptome sequencing analyses of Glycyrrhiza uralensis seedlings in response to drought stress |
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| GUAN Sijing,WANG Nan,XU Rongrong,GE Tiantian,GAO Jing,PENG Liang,ZHANG Gang,CHEN Ying. Photosynthesis,antioxidant enzyme activity,and transcriptome sequencing analyses of Glycyrrhiza uralensis seedlings in response to drought stress[J]. Pratacultural Science, 2022, 1(1): 2176-2190. DOI: 10.11829/j.issn.1001-0629.2020-0647 |
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| Authors: | GUAN Sijing WANG Nan XU Rongrong GE Tiantian GAO Jing PENG Liang ZHANG Gang CHEN Ying |
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| Keywords: | medicinal plant stress physiological characteristics superoxide dismutase peroxidase enrichment analysis regulatory network |
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