不同生长势美洲黑杨转录组差异分析
作 者：丁昌俊，张伟溪，高暝，黄秦军，褚延广，苏晓华
期刊名称：林业科学
影响因子：
卷 期 号：52（3）
页 码：47-58
关键词：美洲黑杨; 转录组; 差异表达; 杂种优势
论文摘要：
【目的】研究美洲黑杨杂种 F1 的基因表达模式，从基因表达水平揭示杂种优势形成机制，为杨树杂种优
势的深度开发利用提供有益参考。【方法】采用 Illumina HiSeq 2000 高通量测序技术对不同生长势美洲黑杨杂种F1( 3 个生长势超过双亲、2 个生长势低于亲本) 及其亲本进行转录组测序和差异比较。【结果】转录组测序共产生171 154 127 条 Ｒeads( 平均长度 200 bp，约 31. 32 Gb) ，将处理后 Ｒeads 与毛果杨参考基因组数据库比对，有61. 89% 的 Ｒeads 可以与参考基因组匹配。超亲杂种 F1 Vs 亲本中筛选出 342 个基因显著差异表达( 上调表达 87个，下调表达 255 个) ; 低亲杂种 F1 Vs 亲本共筛选出 577 个基因差异表达( 上调表达 146 个，下调表达 431 个) ; 超亲杂种 F1 Vs 低亲杂种 F1 中共筛选出 486 个基因显著差异表达( 上调表达 200 个，下调表达 286 个) 。筛选出 377个对杂种优势产生具有重要作用的差异表达基因，其中，有 4 个差异基因在超亲 F1 Vs 亲本、低亲 F1 Vs 亲本及超亲 F1 Vs 低亲 F1 中为下调表达; 72 个下调表达差异基因在超亲 F1 Vs 亲本及低亲 F1 Vs 亲本 2 个对比组中均显著差异表达; 有 129 个差异基因仅在超亲 F1 Vs 亲本及超亲 F1 Vs 低亲 F1 2 个对比组中显著表达，包括 19 个差异基因显著上调表达，110 个差异基因显著下调表达; 有 172 个基因仅在低亲 F1 Vs 亲本及超亲 F1 Vs 低亲 F1 中显著差异表达。功能注释及代谢途径分析结果表明，超亲 F1 Vs 亲本、超亲 F1 Vs 低亲及低亲F1 Vs亲本 3 个对比组中分别有 167 个、233 个及 280 个差异显著基因能被功能注释，分别涉及 46 个、45 个及 51 个生物学功能，在分子功能、生物学过程、细胞组分 3 种 GO 分类中，其中差异基因主要富集在“催化活性”、“胺的代谢过程”及“氧化还原酶活性”等功能中，参与碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢途径及外来物质的降解和代谢途径。【结论】杂种优势的形成，可能是由于相关基因的显著差异表达，调控光合作用、物质代谢吸收等与生长紧密联系的代谢活动，进而促进生长优势的产生。