植物通過調(diào)節(jié)控制細(xì)胞和生理性狀的基因網(wǎng)絡(luò)以應(yīng)對寒冷,其中的轉(zhuǎn)錄因子是誘發(fā)相關(guān)響應(yīng)的關(guān)鍵,挖掘耐寒相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子有利于作物耐寒育種等研究。沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)3月份發(fā)表的文章中,通過對花生品種進(jìn)行耐寒性早期表型評估,利用比較轉(zhuǎn)錄組分析的方法,對兩個耐寒能力不同的花生品種(NH5 and FH18)的87個轉(zhuǎn)錄因子家族共2328個轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行分析,以發(fā)現(xiàn)表達(dá)差異顯著的轉(zhuǎn)錄因子,為轉(zhuǎn)錄因子在花生應(yīng)對寒冷中的復(fù)雜機制、研究耐寒花生的生物學(xué)功能等提供了依據(jù)與資源。
本研究首先通過形態(tài)特征、光合生理等表型分析,對花生品種進(jìn)行耐寒性評估。其中形態(tài)特征評估為評價6℃下低溫處理7天后的兩個花生品種的形態(tài)性狀表現(xiàn),結(jié)果為NH5的耐寒性較強。
寒冷脅迫光合生理響應(yīng)評估,則利用Fluorcam葉綠素?zé)晒獬上裣到y(tǒng),檢測了低溫處理0-h,12-h,24-h,48-h,72-h,96-h,and 120-h后花生的PSⅡ最大光合效率Fv/Fm,以此評估其光合能力,結(jié)果顯示,兩個品種在寒冷時,光合效率都明顯降低,但每次檢測NH5的光合能力均高于FH15,并且在24h后差異尤其顯著(此時PSⅡ已受損),NH15具有更強的耐寒能力。結(jié)果與形態(tài)評估結(jié)果一致,并且,在植株發(fā)生可見的性狀變化前,葉綠素?zé)晒獬上癖阒庇^、無損地檢測了兩個品種在寒冷脅迫早期的動態(tài)變化及差異。
經(jīng)過評估的花生品種進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序和組裝,轉(zhuǎn)錄因子識別,轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)差異分析,系統(tǒng)發(fā)育分析,蛋白互作等等一系列分析,挖掘與識別耐寒相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子。
表型組即受基因組和環(huán)境因素決定或影響,并能反映植物結(jié)構(gòu)及組成、植物生長發(fā)育過程及結(jié)果的全部物理、生理、生化特征和性狀;蚺c環(huán)境控制和影響表型,表型則是基因與環(huán)境作用的結(jié)果,三者相互作用、相互映射。表型信息是基因與遺傳研究的指示與驗證,為功能基因挖掘、作用機理研究、分子遺傳育種等提供依據(jù)。
光合生理是表型研究中的重要環(huán)節(jié),光合狀態(tài)直接、靈敏地反應(yīng)植物的生長狀態(tài)。易科泰作為葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)權(quán)威機構(gòu)PSI的國內(nèi)獨家代理服務(wù)中心,下設(shè)植物葉綠素技術(shù)與植物表型業(yè)務(wù)部,可提供全面的Fluorcam葉綠素?zé)晒庋芯慨a(chǎn)品與方案。
參考文獻(xiàn):Chunji Jiang ,He Zhang,Jingyao Ren,et al. Comparative Transcriptome-Based Mining and Expression Profiling of Transcription Factors Related to Cold Tolerance in Peanut[J]. International Journal of Molecular Sciences,2020