谷子叶片发育过程的基因表达动态分析

谷子是典型的C4植物,具有较高的光合效率,其中叶片大小和形状会影响光合效率,进而影响其产量和品质.为探索谷子叶片发育调控的分子机制,以新创制的超早熟迷你模式谷子xiaomi为材料,利用转录组测序技术(RNA-Seq)分析幼嫩叶片(Leaf1)、成熟叶片(Leaf2)、旗叶(Leaf3)和开始衰老的叶片(Leaf4)4个发育时期谷子叶片中的基因表达情况.结果表明,与Leaf1相比,在Leaf2有1057个基因差异表达,包括与光形态建成相关的光系统Ⅰ反应中心亚单位N(Si7g28460)、E3泛素连接酶RHA2A(Si7g03580)和RUP1蛋白(Si1g12060)等的基因;Leaf3与Leaf2相比,共有2313个基因差异表达,包括与籽粒干物质积累相关的MADS-box基因(Si2g01630)、玉米醇溶蛋白(Si9g29850)、生长素反应蛋白IAA(Si3g17190)和异淀粉酶(Si6g21130)等的基因;与Leaf3相比,Leaf4仅有20个基因差异表达,包括编码精氨酸脱羧酶(Si1g25160)、漆酶(Si8g20630)和茎28 ku糖蛋白(Si3g11260)的基因.此外,还发现大量未知功能基因,这些基因在xiaomi叶片不同发育时期表达量差异显著.总之,叶片发育是一个极其复杂的过程,研究结果挖掘出大量与光合作用和籽粒干物质积累相关的基因,阐明了谷子叶片发育过程的基因表达动态.