外源IAA作用下草地早熟禾中调控Cd长距离运输的关键基因表达及其代谢通路分析

为探究吲哚乙酸(indole-3-acetic acid,IAA)对草地早熟禾中镉(cadmium,Cd)从根系到叶片长距离运输的影响及相关机制,分析IAA作用下草地早熟禾响应Cd胁迫的差异基因及代谢通路.以草地早熟禾为试验材料,在水培条件下,叶面喷施400 nmol·L-1外源IAA并施加600 μmol·L-1 Cd胁迫.进行株高、根长、根系和叶片Cd含量测定及转录组测序.利用实时荧光定量验证转录组数据准确性.结果表明,外源施加IAA可促进Cd胁迫下草地早熟禾株高和根长,抑制Cd从根系向叶片的长距离运输.转录组分析发现,Cd胁迫下共有1294条基因被IAA显著调控.实时荧光定量结果与RNA-Seq表达模式一致.GO富集分析表明,IAA可调控响应高温、低温、Cd离子及病毒的相关基因抵御Cd胁迫,其中分子伴侣蛋白HSP70、激酶MAPK和转录因子MYB46被明显上调.另外,外源IAA可上调谷胱甘肽代谢及木质素合成通路上的基因,可能增加谷胱甘肽合成及细胞壁木质化,进一步增加液泡区隔化和降低Cd进入细胞,从而减少叶片Cd含量.本研究可为IAA信号作用下Cd转运与分配机制研究提供参考.