PLANT J | 于静娟团队绘制谷子干旱胁迫与生物钟之间的“串扰”图谱
发布日期:2022-04-01 浏览次数:  信息来源:亚博网投合作西甲

植物在自然环境中生长发育受到各种生物和非生物胁迫的影响。干旱是影响全球作物生长和生产的一个重要因素。生物钟(circadian clock)几乎参与调控植物体的所有生命活动,可以有效的增强植物环境适应性和竞争能力。然而,我们对植物生物钟在干旱响应中的作用以及干旱胁迫对生物钟的影响的认识仍然有限。

近日,The Plant Journal在线发表了于静娟团队完成的题为Time-Series Transcriptomics Reveals a Drought-Responsive Temporal Network and Crosstalk between Drought Stress and the Circadian Clock in Foxtail Millet的研究论文。


    该研究为探讨生物钟与干旱胁迫之间的相互作用,以我国重要的粮食作物和能源作物,抗旱性和节水性突出的谷子(Setaria italica)为试验材料,通过对从白天(DD) (开灯时间)和夜间(DN)(关灯时间)分别开始干旱处理24 h内的谷子幼苗样本进行间隔2-4小时的密集取样,绘制了高时间分辨率的谷子苗期干旱转录组图谱。在本研究共计68个样本转录组数据中共鉴定了13,294个干旱响应基因(DRGs)。其中,DD和DN之间共有7931个DRGs, DD中特有2638个DRGs, DN中特有2725个DRGs,表明生物钟导致了不同的昼夜干旱反应途径。

图1.样本的采集和干旱响应基因的挖掘

    同时本研究鉴定了1257个生物钟基因,其中67%是DRGs。通过对干旱响应的DRG_Clock基因和DRG_NonClock基因的鉴定和分析,找到了PYL9, PRX52等调控干旱与生物钟相互作用的关键基因。


图2 生物钟基因的表达谱和干旱胁迫下生物钟运动

此工作揭示了干旱胁迫与谷子生物钟之间的时间响应和串扰过程,找到了干旱逆境与生物钟相互作用的关键基因,为进一步利用生物钟进行分子设计育种、提高谷子及其他禾本科植物抗旱性提供了关键候选基因。

  该研究由中国农业大学农学院易飞副教授和亚博网投合作西甲研究生霍明月为共同第一作者,亚博网投合作西甲于静娟教授为该论文的通讯作者。中国农业科学院刁现民研究员,河南大学徐小冬教授和中国农业大学苏震教授在本研究进行过程中提供了宝贵建议和意见。该研究得到国家重点研发计划项目资助。


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