比较转录组分析确定了高粱中保守的非生物胁迫响应核心基因

《BMC Plant Biology》：Comparative transcriptomic analysis identifies conserved abiotic stress-responsive hub genes in Sorghum bicolor

摘要

背景

高粱是一种具有气候适应能力的谷物，能够应对多种环境压力。了解高粱在非生物胁迫响应中的分子机制，对于提高其在气候变化条件下的抗逆性至关重要。利用公开可用的数据集进行整合转录组分析，有助于识别与胁迫适应相关的保守应力响应基因和调控网络。

结果

在本研究中，通过结合代表高粱不同非生物胁迫条件的微阵列（GSE48205）和RNA-seq（GSE140928）数据集，进行了比较转录组分析。差异表达分析在两组数据中发现了1,097个重叠的差异表达基因。蛋白质-蛋白质相互作用网络构建显示了显著的基因关联性，而使用MCODE和CytoHubba进行的网络拓扑分析则识别出了若干高度相连的基因。其中，四个候选核心基因——Sobic.010G233800、Sobic.001G453300、Sobic.001G191000和Sobic.004G231800——在网络中表现出较强的中心性。功能富集分析表明，这些基因主要与生物合成过程、氮化合物代谢、核糖体相关功能以及细胞器相关途径有关。进一步的转录因子富集分析则推测这些基因可能与应力响应调控家族存在关联，暗示它们可能在非生物胁迫响应的细胞过程中发挥作用。

结论

这项整合分析确定了与高粱非生物胁迫响应相关的保守候选核心基因。研究结果为了解参与胁迫适应的分子网络提供了见解，并指出了提高高粱耐逆性的潜在遗传靶点。尽管本研究属于计算分析，但所识别的基因为未来开展实验验证和功能研究、培育具有气候适应能力的高粱品种奠定了基础。