水稻分蘖期氮素应答的转录组动态分析

氮素是水稻生长发育必需的大量营养元素,通过探索水稻分蘖期对氮的转录响应,筛选氮素应答基因用于培育氮素利用率高的水稻品种,同时为水稻的精准栽培提供转录组学指导。以五优稻4号为材料,于施氮后7,14,21 d分别收获了五优稻4号叶片,并进行动态转录组分析。氮素处理使分蘖期水稻叶片颜色加深,并检测到3 870个差异表达基因(DEGs)。GO分析显示,这些基因主要参与了代谢过程、细胞过程、细胞组分、催化活性和结合等方面,KEGG分析表明,有22个DEGs与半乳糖代谢、氨基糖和核苷酸糖代谢、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢途径显著相关。另外,通过互作蛋白预测发现35个互作蛋白。上述代谢途径在分蘖期不同时间点对氮的应答是有差异的,在氮素处理后,前期应答的差异表达基因galA、galE(LOC_Os05g51670)、malZ主要参与半乳糖代谢途径;中期应答的差异表达基因HEXA_B、GNPNAT1、GlmS、UAP1、RGP、XYL4、AXS、UXS1、UGDH、RHM、galE(LOC_Os09g15420)和GAUT主要参与氨基糖和核苷酸糖代谢途径;后期应答的差异表达基因AsnB、ASL、NadB、GOT2、GLT1和GlnA主要参与丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸的代谢途径,这些结果表明,上述基因在水稻不同生育进程中对氮素应答有时间上的差异。