干旱胁迫对芋球茎淀粉和蔗糖代谢通路相关基因表达的影响

董伟清; 刘莉莉; 邱祖杨; 何芳练; 《西南农业学报 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：【目的】探究芋球茎响应干旱胁迫的分子机制，特别是干旱胁迫对淀粉和蔗糖代谢通路相关基因表达的影响，为耐旱品种选育提供依据。【方法】以荔浦芋1号为试验材料，对干旱胁迫下的芋球茎进行转录组测序，对获得的差异表达基因进行GO和KEGG富集分析，进一步筛选与淀粉和蔗糖代谢通路相关的酶基因，并分析这些酶基因在干旱胁迫下的表达模式。【结果】芋球茎在干旱胁迫下筛选到差异表达基因1983个，其中上调表达基因373个，下调表达基因1610个。GO富集分析显示，差异表达基因在生物过程富集最多的是细胞过程和代谢过程，在细胞组分富集最多的是细胞解剖实体，在分子功能富集最多的催化活性和结合。KEGG富集分析显示，富集最多的通路分别是代谢通路、氮素代谢通路、抗坏血酸和醛酸代谢通路。对淀粉和蔗糖代谢通路的差异表达基因进行统计，共筛选到26个差异表达基因，涉及11种酶，其中上调表达基因5个，下调表达基因21个。在干旱胁迫下，淀粉合成酶、己糖激酶、果糖激酶、UTP-葡萄糖-1-磷酸盐尿苷酸转移酶、α-淀粉酶、内切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和β-呋喃果糖苷酶的基因下调表达；UDP-葡萄糖磷酸水解酶和海藻-6-磷酸合成/磷酸酶的基因上调表达；蔗糖合成酶和β-呋喃果糖苷酶的基因既有上调表达，也有下调表达。【结论】淀粉和蔗糖代谢通路相关基因的表达受到干旱胁迫的影响。调控淀粉代谢和海藻糖生物合成相关基因下调表达，而调控蔗糖代谢相关基因既有上调表达，也有下调表达。

关键词： 芋 干旱胁迫 表达分析 淀粉 蔗糖