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BMC plant biology-理化指标+转录组+甲基化分析野生草莓干旱胁迫的分子调机制。
1.题目:Integrated transcriptome and methylome analyses reveal the molecular regulation of drought stress in wild strawberry(Fragaria nilgerrensis).2.杂志:BMC plant biology3.IF:5.26分(2023)4.链接:Cao, Q., Huang, L., Li, J. et al. Integrated transcriptome and methylome analyses reveal the molecular regulation of drought stress in wild strawberry (Fragaria nilgerrensis). BMC Plant Biol 22, 613 (2022). https://doi.org/10.1186/s12870-022-04006-9.5.主要内容:
草莓((Fragaria nilgerrensis)是一种具有优良抗旱性的二倍体野生草莓,为提高栽培草莓的抗旱性提供了有用的候选基因。到目前为止,其参与干旱胁迫的分子调控网络尚不清楚。因此,我们在对干旱胁迫下四个时间点的DNA甲基化、转录组和生理特征进行综合分析的基础上,研究了野生草莓的干旱反应调控网络。
与第0天(T0,对照)相比,第8天(T8)的基因表达和生理变化差异最大。甲基化组分析显示,在干旱条件下,全基因组mC水平发生了轻微的动态变化,而在T4和T8发现了最多的低甲基化和高甲基化区域。甲基化和转录组的关联分析显示,未表达的基因在mCHG和mCHH环境中表现出预期的高甲基化水平,而高表达的基因则在基因体中表现出相应的低甲基化水平。但mCG环境显示出相反的趋势。然后鉴定了835个不同甲基化和表达的基因,并将其分为四个聚类模式以表征其功能。与基因表达呈负相关或正相关的基因主要与激酶、活性氧(ROS)合成、清除和脱落酸(ABA)信号通路有关。WGCNA分析揭示了枢纽基因,包括NCED、CYP707A2、PP2Cs和其他在ABA信号通路中发挥重要作用的基因。
图1.干旱表型和理化指标检测(脯氨酸Pro,丙二醛MDA,超氧化物歧化酶SOD,过氧化物酶POD,相对电导率REC)。
图2.差异基因表达分析
图3.表观分析
图4.表观和转录组具体联合分析。
图5.WGCNA分析和关键基因qPCR验证
图6.抗旱机制模型分析
6.总结:
(1)Fragaria nilgerrensis提高栽培草莓抗旱性的重要野生来源。(2)本研究在综合分析DNA甲基化、转录组和生理性状的基础上,揭示了草莓的干旱反应调控基因。我们的研究表明,ABA依赖性和非依赖性信号通路都在草莓的干旱反应中发挥作用。(3)渗透调节能力以及ROS再生和清除之间平衡的主要维持对于预防代谢功能障碍也至关重要,并在很大程度上决定了草莓的整体耐旱性。(4)此外,DNA甲基化与基因表达之间的相关性更为微妙,无论在启动子还是基因体中都显示出正相关和负相关。(5)植物抗旱机制模型分析.
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