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自然人群中对干旱胁迫的转录反应提供深入了解连翘的地方适应

摘要

背景

了解当地适应的遗传机制是分子生态学和进化生物学的重要新课题。

结果

在这里,我们在共同的园林实验中鉴定了在干旱胁迫下不同淋平的连翘中基因的生理变化和差异表达。生理结果表明,HBWZ可能在四个群体中具有更高的耐旱性。RNA-SEQ结果表明,在四种群体中,应对黄酮类,芳族物质,芳族氨基酸,氧化还原过程和跨膜运输的合成基因中的显着差异表达。通过进一步分析先前研究的结果,在与不同垂枝群中合成芳族物质的基因中发现序列分化。

结论

总体而言,我们的研究支持种群间基因效率和表达的双重分化是响应异质性环境的一个重要进化过程的假设。本文提出了连翘群体在不同强度干旱胁迫下的局部适应工作模型,为了解非模式物种的局部适应遗传机制提供了新的思路。

同行评审报告

背景

了解局部适应的遗传机制是分子生态学和进化生物学中的重要课题[12].本地适应是指不同族群因应本地环境而发生的适应性遗传分化[3.].自适应遗传分化可以产生生理学,表型和候选的分化,以改善当地环境中物种的适应性[4.].确定提高物种对当地环境适应能力的适应性遗传差异是了解当地适应机制的关键。

虽然解开局部适应的遗传机制对理解适应性进化很重要,但缺乏大多数物种的基因组信息限制了可以研究局部适应的物种和系统[5.].随着测序技术的发展,特别是第三代测序技术,如PacBio RSII和Nanopore PromethION,基因组测序的成本大幅下降[6.].已发表更多物种基因组,为我们提供了探讨非典型物种局部适应的遗传机制的机会。

最近,已经有几个例子成功地探索了一些物种的局部适应机制。例如,自然种群枫杨在与温度,水和光适应有关的基因中强烈分化[7.].此外,在自然人中Corymbia calophylla,适应性分化发生在温度和降水基因中[8.].此外,在巧克力树中,与对非生物因素和病原体的适应性反应相关的基因经历了适应性分化[9.].这些实施例证实该基因经历了适应性遗传分化,以促进不同环境中的局部适应性。

种群间的适应性分化是基因序列遗传分化的结果。群体基因组学研究发现的具有强烈选择信号的基因表明,群体间序列差异的基因可能编码区不同。在最近的普通花园实验中,拟南芥halleri在金属污染区域中表达了基因表达的适应性分化,响应于高锌胁迫,这表明人口中适应性策略的分化[10].在相同的栽培条件下,ricotia lunaria基因表达在不同自然种群间存在显著差异[11].这些研究表明,即使在相同条件下或面临相同压力的人群中,不同人群的结构性表达也存在差异。

这些情况下,意味着,除了基因序列的自适应分化可能存在的基因表达或其它因素(即甲基化修饰)的自适应分化12在适应当地环境的过程中。因此,我们提出了一种新的假设,即在局部适应过程中,种群间序列分化和表达的双重分化是对异质性环境的响应。这也带来了一个新的问题,即基因序列分化与基因表达分化之间是否存在关联?

连翘(连翘suspensa,木犀科)是中国暖温带地区的主导落叶树种。这也是著名的药用植物,广泛应用于中国的传统医学从它的果实[治疗与感冒提取13].连翘由于市场需求旺盛,已成为一种新型药用作物,近年来得到大面积种植。它可能在治疗COVID-19中发挥重要作用,因为它可以显著缓解肺炎症状[14].然而,来自胡等人的研究。[14]关注轻症患者或普通COVID-19症状并不严重COVID-19症状,而这些结果需要进一步确认。

虽然哭泣的连翘是一种耐旱药物作物,但长期的干旱胁迫将影响其生长和果实生产。最近,哭泣的连翘基因组序列已发表,这为我们提供了探讨局部适应的遗传机制的机会[15].过去使用群体基因组学的研究重点是在不同自然群体中对基因序列中的检测和定量基因序列的自适应分化进行响应[15].然而,连翘自然种群间对干旱胁迫的基因表达是否存在差异,仍需通过普通园林实验加以验证。

在这项研究中,被选定为在实验室环境中常见的花园种植从连翘四个地理种群的种子。比较转录组测序用于检查的四个连翘种群的干旱胁迫的响应。本研究的研究目标如下:(ⅰ)是否响应于四个连翘人群中干旱胁迫存在,基因表达的差异(ⅱ)是否与基因序列的分化和那些与基因表达分化存在关系的基因。

结果

在干旱处理的生理变化

本研究测定了干旱处理下的三个生理指标1).干旱处理后,山西五老峰种群脯氨酸(Pro)含量增加了25.3%,在4个种群中变化最显著。对于可溶性糖(SS), HBWZ是干旱处理后增长最显著的种群(68.2%)。虽然SS在河北五指山(HBWZ)和Pro在SXWL的绝对含量在4个种群中都不是最高的,但增幅最大。干旱处理后,陕南旱地、陕西华山和陕西老君山的丙二醛(MDA)含量显著增加,分别增加了33.3、41.2和42.9%。而干旱处理后HBWZ中MDA含量变化不明显,表明干旱胁迫不会导致HBWZ种群样品的膜系统过氧化和损伤。从干旱处理前后三个指标的变化范围来看,HBWZ可能表现出较好的抗旱性。

表的四个群体中连翘1生理指标。这些信件表明四种群的意义

转录组测序

为了揭示基因表达的差异,响应于四个垂直的连翘群体中的干旱胁迫,对在80%和20%的土壤含水量(SWC)收集的样品上进行转录组测序。通过RNA测序产生的原始读取的质量过滤,为所有24个淋巴的连翘文库获得了686,315,499个清洁读数。这些文库的GC含量范围为43.99%至46.04%。Q30百分比(测序误差率<0.1%)的24个文库的范围为92.12%至94.05%,表明测序质量足以进一步分析(附加文件1).序列数据在国家生物技术信息中心存档(NCBI SRR10829625至SRR10829648)。我们已经映射了88.87%,以洁净的92.87%读取到参考基因组,其中有超过84.58%的人独特的短片段。通过与现有基因组比较和通过数据库中的新基因进行爆破(附加档案,共注释共注释34,352个基因2).

转录组变化的一般模式

主成分分析(PCA)来识别图的所有样品中的基因表达的变化的主要来源(。1).基因表达的PCA加载曲线表明,干旱胁迫是转录组变化的主要来源,随着80%SWC(即PC1; 55.6%的差异55.6%)分开垂直于20%SWC聚类。PCA结果表明,对照(80%SWC)样品中表达有相当大的变化,而治疗组(20%SWC)样品中仅存在小差异。虽然在干旱胁迫下个体的表达小,但是河北武出MT的基因表达(HBWZ)沿PC2轴(17.1%)更接近上部,整体于其他三种群体(图。1).

图。1
图1

基于FPKM的基因表达主成分分析。主成分1 (PC1;55.6%的方差)与主成分2 (PC2;方差的17.1%)。三角形表示对照样本(80% SWC),圆圈表示暴露于干旱胁迫的样本(20% SWC)。白色符号对应于人口HBWZ,浅灰色符号对人口SXLJ,群体SXLM的深灰色符号,以及群体SXWL的黑色符号

为了进一步研究干旱胁迫下4个群体表达基因的遗传差异,我们基于所有基因SNPs进行了另一项PCA分析(图)。2).这些PCA结果表明,干旱胁迫下HBWZ表达的基因进行了显著分化与其他人群相比。这些结果表明,HBWZ已经从干旱相关基因的其他人群,这可能表明HBWZ是从当地的适应过程中其他群体不同的明显的遗传分化。结果显示低相关性(r= 0.542,P. > 0.05) between geographic distance and differentially expressed genes (DEGs) between populations under drought stress. There was also no low correlation (r= -0.466,P.> 0.05)。

图2
图2.

基于SNP的干旱胁迫下表达基因的主要成分分析。白色符号对应于人口HBWZ,浅灰色符号对人口SXLJ,群体SXLM的深灰色符号,以及群体SXWL的黑色符号

四组研究人群对干旱胁迫的转录组反应

在4个调查种群中,HBWZ的3,674个DEGs、SXWL的1,780个DEGs、SXHM的2,353个DEGs、SXLJ的2,119个DEGs对干旱胁迫的响应发生了显著变化(图2)。3.).我们发现HBWZ中有21个,SXWL中有19个,SXHM中有15个,SXLJ中有30个,HBWZ中有11个,SXWL中有6个,SXHM中有5个,SXLJ中有9个3.).基于这些过度代表本体的结果,我们确定有关光合作用,氧化 - 还原,和细胞膜组件的所有四个群体的本体是最大量的,响应于干旱胁迫(附加文件3.).基因和基因组(Kegg)的京都百科全书(Kegg)富集结果也表明,最丰富了与光合作用有关的所有四种群体的途径(附加档案3.).此外,这四个种群共享一个叫做碳代谢的共同途径(附加文件3.).

图3.
图3.

4种群体的Venn图

干旱胁迫下HBWZ与其他群体基因表达的组成差异

干旱胁迫下的Degs结果表明,HBWZ和其他三种群体之间的差异(HBWZ与SXWL:743; HBWZ与SXHM:235; HBWZ与SXLJ:294)显着大于其他三种人群之间的群体(SXWL与SXHM:217; SXWL与SXLJ:54; SXHM VS. SXLJ:165)。该结果也与对所有基因表达的PCA分析一致,HBWZ与其他群体相比,对干旱胁迫的反应表现出更大的差异。因此,我们在干旱胁迫下详细研究了HBWZ和其他三种群体的基因表达的组成差异。

基于过度表示的路径和本体的结果(表2), HBWZ与SXLJ之间未发现显著过代表的通路和本体。HBWZ与SXHM的区别在于芳香族物质的合成、黄酮类化合物的合成以及氧化还原过程。HBWZ和SXWL对干旱胁迫反应的差异主要体现在黄酮类化合物的合成、芳香氨基酸的合成和跨膜转运方面。当-value放松为0.05时,我们发现HBWZ与SXWL在芳香物质基因上存在差异。

表2在干旱胁迫下HBWZ与其他种群之间具有显著的超代表性途径和本体

干旱胁迫下群体差异基因与序列分化基因(SDGs)的关系

此前,可持续发展目标是通过减少代表性基因组测序搜索自适应snp的上游和下游来确定的。因此,我们无法在四个调查群体中检测到具有序列分化的基因。然而,通过在20个连翘种群中识别候选可持续发展目标,可以发现哪些途径和本体与异质性干旱胁迫相关。LFMM在之前的研究中确定了参与干旱适应的1269个候选可持续发展目标[15].通过对自然连翘种群可持续发展目标的富集分析,得到了与芳香物质合成相关的本体(表1)3.),如法尼基二磷酸代谢过程、倍半萜生物合成过程、大麦烯- a合酶活性、倍半萜合酶活性等,都经历了响应异质干旱胁迫的序列分化。

表3代表显著过度代表的与干旱适应序列差异的基因的途径和本体

实时定量PCR转录(rt - pcr)验证

选择由7个和7个下调基因组成的四个用于干旱胁迫的℃以通过QRT-PCR确认RNA-SEQ结果的可靠性。这些基因主要涉及转录和后期修改(附加文件4.).这些deg的表达模式RT-PCR全部与来自RNA-SEQ的结果一致。显着阳性相关性(r = 0.972,P. < 0.001) between the RNA-seq andRT-PCR数据由Pearson相关系数显示(图。4.).

图4.
图4.

利用qRT-PCR与基因fold change (FC)数据的Pearson相关系数(r)进行线性相关分析

讨论

当植物面临这些环境压力时,它们会通过调节基因表达来改变生理功能[16].一个物种的不同种群经常出现在不同的生态环境中,并在长期的自然选择过程中经历对当地环境的适应分化[17].在此之前,种群间基因序列的适应性分化一直是人们关注的焦点。基因序列的自适应分化稳定且易于检测,这已被许多以前的研究证实[6.].然而,基因表达更容易受到环境变化的不同影响。因此,检测群体中的基因表达的差异,需要严格的常见的花园实验[18].

本研究比较了四种连翘在20% SWC(处理组)和80% SWC(对照组)下的基因转录情况。在对照条件下,4个连翘群体的表达谱无显著差异,而个体间的基因表达有显著差异(图2)。1).这种个体间的表达差异可能是由于个体间遗传变异的差异造成的(图1)。23.).这说明在正常生长条件下,连翘群体间的基因表达差异很难观察到。

然而,在干旱胁迫下,4个连翘群体的基因表达差异显著(图2)。1).在我们的研究中,HBWZ人群中差异表达基因和代谢途径的数量最大。根据这些种群的年降水量数据[15](附加文件5.),人口HBWZ中的年降水最低。因此,我们假设人口HBWZ可能已经进化了更多机制,以在长期进化过程中处理干旱胁迫。我们的生理数据也支持HBWZ可能对干旱有更好的抵抗力。

干旱胁迫下,个体间的基因表达差异开始缩小,这可能激活了共同抵抗或应对胁迫的机制。4个种群对干旱胁迫反应的差异表达基因大部分是共享的。为探讨这4个居群的共同之处,对4个居群的DEGs进行了富集分析。GO和KEGG富集结果均表明,4个群体的光合作用受影响最显著。光合作用对压力非常敏感,与之相关的基因在不利条件下波动[1920.].

除了光合作用,连翘的四个群体抗蚀剂或通过与氧化还原,细胞膜组分,和碳代谢基因共享对干旱胁迫响应。已经证实这些途径和本体参与抵抗或响应干旱压力芸苔属植物显著[2122].

虽然在干旱胁迫下个体间的基因差异表达有所减少,但HBWZ群体与其他3个群体的表达差异显著。所有基因的表达都证实了这一点(图。1)和DEGs数据(图。3.)所有人群之间。然而,基因表达的SXWL,SXHM和SXLJ的三个群体之间的差异明显较小。取自图。5.HBWZ种群与其他三个种群在地理上距离较远,而SXWL、SXHM和SXLJ种群在地理上距离较近。

图5.
图5.

连翘4个居群的取样地点

为了验证种群间基因表达差异是否与地理距离有关,我们进行了种群间地理距离与基因差异数量的相关分析。结果表明,地理距离与DEGs数量之间无显著相关。另外,也没有相关性低(r= -0.466,P.> 0.05)。因此,我们推断这些群体之间基因表达的差异可能是由于遗传背景的差异造成的。基于所有基因内SNPs的PCA结果(图。2)支持我们的推断,HBWZ群体与其他三个群体存在显著的遗传差异。其他3个居群个体间的遗传差异较大,但居群间的遗传差异小于与HBWZ之间的遗传差异。

为了进一步研究干旱胁迫下哪些途径和本体论相关基因在群体间表达差异,对HBWZ和其他3个群体间的DEGs进行了富集分析。结果显示,HBWZ和SXLJ群体之间有165个差异表达基因,但它们分布在大多数通路和本体论中,在任何一个通路和本体论中均无显著差异。HBWZ群体与SXHM和SXWL群体在黄酮类和芳香物质基因表达上存在显著差异。类黄酮在植物的生长中起着重要的作用,它可以帮助植物抵抗各种不利的环境[23].响应干旱胁迫,表明黄酮类化合物以减少多种物种的应激症状[2425].

本研究结果表明,黄酮类化合物的基因表达在种群间存在结构性差异。类黄酮基因表达的差异可能导致类黄酮合成的差异。黄酮类化合物已被证实能提高植物的抗旱性。如类黄酮合成基因、udp -糖基转移酶(EVM0002417;额外的文件6.),可以通过调节花青素的积累来提高植物的抗旱性[26].不同种群在进化过程中可能通过调节类黄酮含量来应对干旱胁迫,即使在胁迫强度相同的情况下,这种差异也是固定的。植物的芳香物质在防止病原菌入侵、驱除害虫、吸引昆虫授粉等方面起着重要作用[27].然而,植物芳香物质与胁迫,特别是干旱胁迫的关系报道甚少。最近的一项转基因研究首次报道了植物的芳香成分可以提高植物的耐寒性[28].我们的研究表明,植物中的芳香物质也可能与耐旱性有关,并且由于具有不同强度的长期干旱胁迫,不同群体之间的芳族物质的合成存在差异。

除了黄酮类和芳族物质外,还发现与氧化还原过程有关的基因的显着差异,芳族氨基酸的合成,以及不同垂直的连翘群体中的跨膜运输。这些也是固定的差异差异,哭泣的连翘的不同群体的演变,这些途径中的基因已经涉及许多研究中对干旱胁迫的抵抗力或反应[2930.31].例如,细胞色素P450基因(EVM0000790, EVM0002701, EVM0003620;额外的文件6.),通过促进根系发育增强对干旱胁迫的耐受性[32];酒精脱氢酶基因(EVM0005614;额外的文件6.)拟南芥提高抗旱能力[33].因此,我们推测,不同群体间氧化还原过程基因表达的差异可能是造成耐旱性差异的原因。

我们研究的另一个重要目标是揭示与哭泣的连翘群体中的干旱压力有关的SDG和DEG之间的关系。我们重新分析以前的研究[15],发现相关的芳香物质的合成本体的基因,诸如法呢基二磷酸的代谢过程中,倍半萜生物合成过程中,大根香叶烯-A合成酶活性,和倍半萜合酶活性的表达序列分化在干旱条件下的不同强度不同的天然连翘种群压力。

在这项研究中的比较转录的结果也证实,与芳香成分的合成连翘种群间相关的基因也被差异表达。根据当前和以前[15研究表明,芳香物质在连翘对干旱胁迫的响应中起着重要作用。连翘群体通过基因序列和表达的双重分化对不同强度的干旱胁迫反应。有趣的是,sdg和deg之间只有少数基因是共享的,而且大多数是不重叠的。

我们的研究支持了在局部适应过程中,不同种群在响应异质环境条件时发生序列分化和表达双重分化的假设。本研究还提出了连翘在不同强度干旱胁迫下适应进化的新工作模式(图。6.).在低降水条件下,连翘表达更多的调控芳香物质和类黄酮合成的基因,最终导致类黄酮和芳香成分在干旱条件下的积累。由此可见,不同群体连翘对不同强度干旱胁迫的响应是通过调控黄酮类化合物和芳香物质合成相关基因的表达,并固定不同基因型来响应不同强度的干旱胁迫。

图6.
图6.

通过调节芳香物质和黄酮类化合物含量的淋巴愈伤率不同群体的工作模型

结论

在本研究中,我们调查了干旱治疗下的生理变化,并比较了普通园林实验中的干旱胁迫下不同淋平连翘群体的基因表达的差异。生理结果表明,HBWZ可能在四个群体中具有更高的耐旱性。RNA-SEQ结果表明即使在相同的应力条件下,群体中发生差异表达。基因中发生显着的差异表达,响应于黄酮类化合物,芳族物质和芳族氨基酸,氧化还原过程和跨膜运输的合成。这种差异与这些群体的进化符合不同的干旱胁迫的不同强度。我们的研究是第一个提出植物中的芳香物质可能负责耐旱性的芳香物质。通过进一步的再分析先前研究进一步的分析,在与芳族合成相关的基因中发现序列分化。我们的研究支持了在局部适应过程中,不同种群在响应异质环境条件时发生序列分化和表达双重分化的假设。我们还提出了一种在干旱压力的不同强度下哭泣的连翘演变的新工作模型,为了解局部适应物种的遗传机制提供了新的见解。

方法

常见的花园种植

采集了4个自然居群的连翘果实。5., 桌子4.),并带回实验室晾干。连翘的四个自然种群分别来自山西、陕西和河北,是连翘的主要产地。这些地区的人工栽培种源主要来自其野生资源。从10个个体的果实中收获种子,然后混合并随机选择种子进行进一步种植。从每个群体中选出50 ~ 80粒饱满、种皮光滑的种子。种子在0.5%高锰酸钾溶液中浸泡2 h,漂洗后再用蒸馏水浸泡8 h。将浸水后的种子播种于含营养土壤(河沙:珍珠岩:泥炭土= 1:2:3)的花盆中,直至胚根爆裂。发芽的种子被移植到一个种植壶(9厘米×11厘米)与一个工厂每锅。幼苗生长在25°C / 20°C (14 h / 10 h、白天/晚上),20000 lx光强度,和60%相对湿度在人工气候室(骑士- 500 - g4、安瓢虫仪器制造有限公司有限公司)为六个月。选择外型良好、无病的幼苗进行干旱胁迫处理。

表4连翘4个居群纬度、经度和降水量

干旱处理

根据Liu等人的方法。[34],从四个种群的幼苗浇水至土壤饱和发起干旱处理之前进行。三个苗随机从每个治疗前述苗选择。该实验,然后取样每个群体当SWC下降到80%和20%,其中平均需要五天。叶子在三个小时取样SWC达到20%SWC后。成熟和强大的叶在液氮中冷冻第一和然后存储在-80℃冷冻箱。为了避免造成个体差异不同时间点的差异,我们来自同一个植物选择的两个时间点。用80%SWC将样品设置为控制,并用20%SWC将样品设置为治疗组。幼苗的生长条件设定在相同的条件如上述。实验处理设计有三个生物学重复。

生理指标测定

采用Pro、SS和MDA 3个典型生理指标评价连翘的抗旱性。Pro和SS是重要的渗透调节物质,它们在植物体内的含量在干旱胁迫下明显增加[35].因此,植物中的PRO和SS含量通常用于反映响应干旱胁迫的电阻。根据Bates等人的方法确定Pro和SS含量。[36]和罗莎等人。[37], 分别。MDA含量反映了干旱环境下的过氧化程度和对细胞膜的损伤。在该研究中,通过使用硫铵酸性比色法测定MDA含量[38].每个处理设计有三个生物复制。所有生理指标均在酶标仪Infinite M PLEX (Tecan, Grödig,奥地利)上测定。生理结果进行单因素方差分析,然后进行最不显著差异检验(P. < 0.05) to evaluate difference among four populations, the analyses were performed in R.

cDNA文库的制备及RNA测序

使用植物RNA分离试剂盒(DP432,天根科技,北京,中国)按照制造商的说明提取RNA。使用Agilent 2100(美国安捷伦技术公司,CA,美国)和NanoDrop One (Thermo Fisher公司,DE,美国)评估RNA质量和纯度。下一步实验使用OD260/OD280比值大于2.0的RNA。根据制造商的说明,使用NEBNext UltraTM RNA Library Prep Kit (New England BioLabs, MA, USA)从每个样品中提取10 μg RNA,创建Illumina RNA-seq库。使用Agilent 2100 (Agilent Technologies, CA, USA)对生成的库进行进一步评估。这些合格的文库随后在BioMarker Technologies(北京,中国)的Illumina HiSeq X-ten测序仪上进行测序。

序列的处理和功能注释

Raw reads were filtered to remove the adaptor sequences, and low-quality bases with more than 10% anonymous nucleotides (N) and more than 50% of bases possessing a value Q ≤ 10. The remaining clean reads were mapped to the genome of weeping forsythia [15]使用HISAT2软件[39],并用StringTie组装[40].单核苷酸多态性使用单倍型呼叫者GATK跨越所有样品称为f . suspensa.这low-quality SNPs (QUAL < 30, MQ < 40.0, FS > 60.0, and QD < 2.0) were removed. The Unigenes were annotated using the annotation information of the weeping forsythia genome [15].通过将其与NCBI非冗余,瑞士语法进行比较来注释新基因[41]、基因本体论(GO) [42],同源组的聚类[43,基因的进化谱系:无监督的同源组[44],Pfam结构[45]和KEGG [46]数据库,显著性阈值为E.价值<10.-5

基因表达分析

为了评估种群间基因表达的遗传差异,PCA是基于对使用plotPCA功能这些基因在DESeq2软件[所有SNP进行47].4个群体中所有基因的基因表达水平是通过StringTie计算的每千碱基的每百万片段的转录本(FPKM) [40].要解决响应于干旱胁迫人群中连翘的变化宽图案,PCA进行基于使用plotPCA功能DESeq2 [所有表达的基因的FPKM值40].识别干旱压力下的四个群体中的参数,DESEQ2软件[47] was used with fold change ≥ 2 and a false discovery rate < 0.05 as the cut-off criteria. Here, the gene expression at the status of 80% SWC were set as the control, and the gene expression at 20% SWC were set as treatment groups. When comparing gene expression differences between populations at 20% SWC, HBWZ population were set as control. To reveal the enriched GO terms and their hierarchical position, GO enrichment analysis was implemented by the topGO packages [48在河的途径富集分析用于测试的途径是否过度表现与度的视角。通路显著富集分析是基于KEGG数据库的途径,以及超几何检验来找到显著富集途径与全基因组比较的背景。KOBAS [49]软件检测KEGG通路的统计富集度-values < 0.01作为截止标准。为研究连翘群体对干旱胁迫响应的DEGs与地理距离和年平均降水量差异的相关性,采用相关分析方法Cor.test.在河的四个群体的平均年降水量从李等人。[15].地理距离由地磁群系计算[50.].

中存在的验证

验证转录组测序的可靠性,定量实时转录PCR(rt - pcr)进行。选择14个deg,引物(附加文件)4.)这些基因的qRT-PCR的使用引物总理5.0 [设计51.].qRT-PCR反应使用TB Green Premix Ex Taq II (TaKaRa,北京,中国)和ABI QuantStudio®3 Real-Time System (Applied Biosystems, CA, USA)进行。扩增过程从95℃初始变性10 min开始,95℃初始变性15 s, 60℃初始变性1 min,共40个循环α伸长因子[52.]被用作内部控制RT-PCR扩增,所有反应均设3个重复。相对2Ct方法测定14个受试基因的表达水平[53.].在QRT-PCR和转录组测序的数据之间进行Pearson相关性分析Cor.test.在R.

前人研究中干旱相关基因序列分化的富集分析

与LFMM分析的干旱有关的SDG [54.在以前的研究[15)再分析。GO富集分析由topGO包实现[48],以研究丰富的GO项和可持续发展目标的层次地位。基于超几何检验进行KEGG富集分析,寻找显著的富集途径。利用KOBAS软件进行KEGG富集分析[49],使用默认参数。路径和本体论- 低于0.01的价值被认为是显着的。

可用性数据和材料

支持这篇文章的结论的数据集包括文章和其他文件中。材料样品可从作者。

缩写

度:

差异表达基因

FPKM:

转录本每千碱基的片段,每百万片段的图谱

去:

基因本体论

HBWZ:

河北Wuzhi Mt。

KEGG:

京都基因和基因组百科全书

主成分分析:

主成分分析

存在:

实时定量转录PCR

SDGS:

序列差异的基因

SWC:

土壤水分含量

SXWL:

山西Wulaofeng

SXHM:

陕西华山

SXLJ:

陕西老君太。

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下载参考

确认

作者感谢智浩钱和贾 - 鑫李,收集了该领域哭泣的连翘种子。

资金

资助方没有参与实验设计、数据分析、决定发表或手稿的准备。国家自然科学基金项目(31770225,31570594);河南省科技计划项目(202102110077);河南农业大学科技创新基金项目(KJCX2016A2)。

作者信息

从属关系

作者

贡献

YL和NCP设计了这项研究。我们收集到的材料。LCS、SAC和YTS分析了数据。YL、NCP和YTS在所有作者的参与下撰写了手稿。作者阅读并批准了最终的手稿。

相应的作者

对应到勇莉南蔡培

道德声明

伦理批准和同意参与

不需要特别的许可证连翘suspensa在美国,所有样本均由研究人员按照中国现行规定采集。

同意出版

不适用。

利益争夺

作者声明没有相互竞争的利益。

附加信息

出版商的注意事项

Springer Nature在发表地图和机构附属机构中的司法管辖权索赔方面仍然是中立的。

补充信息

额外的文件1。

24个样本的序列数据总结。

额外的文件2。

所有基因的注释信息。

额外的文件3。

GO和KEGG在四个群体中富集。

附加文件4。

定量RT-PCR的14个选择的基因的引物和基因功能。

附加文件5。

年平均降水量为四个群体的数据。

附加文件6。

所讨论基因的表达和注释信息。

权利和权限

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引用这篇文章

李,Y.,石,LC,裴,NC。等等。自然种群对干旱胁迫的转录组反应为研究连翘的局部适应性提供了依据。BMC植物BIOL.21,273(2021)。https://doi.org/10.1186/s12870-021-03075-6

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关键词

  • 气候变化
  • 干旱胁迫
  • 当地的适应
  • RNA-SEQ.
  • 转录组
  • 连翘