基于转录组及WGCNA的甘蔗干旱响应调控网络分析

干旱是制约甘蔗产业发展的重要因素之一.前人研究表明,斑茅具有良好的抗性基因,可以通过远缘杂交遗传给后代.本研究以斑茅与甘蔗杂交F1代无性系YCE96-40为材料,对苗期干旱处理0 h和24 h后的叶和根进行转录组测序分析,比较了根和叶在转录水平上响应干旱的差异,鉴定出21,885个(DR vs CR:10176,DL vs CL:7907)差异表达基因(DEGs),根中差异表达基因多于叶中,说明根对干旱胁迫响应更为剧烈.GO功能富集分析发现,根和叶中DEGs均富集到与脱水反应相关及激素信号转导过程相关的条目,比如"对渗透胁迫生物过程的响应"和"对缺水生物过程的反应"等.与叶不同的是,根中大量DEGs显著富集到与细胞膜相关的条目.在根中鉴定出多个木质素相关DEGs,表明木质素参与了根的干旱响应.通过对所有DEGs进行WGCNA分析,共鉴定出11个基因共表达模块,其中与干旱处理后的根显著相关有5个模块,与干旱处理后的叶显著相关的有2个模块.进一步筛选出了26个转录因子为甘蔗干旱响应的候选转录因子,构建了调控网络.研究结果为进一步理解甘蔗抗旱性的分子机制及甘蔗抗旱性育种提供了理论指导.