通过对面包小麦旗叶在干旱条件下的转录组特征分析，发现过氧化还原蛋白-2C（Peroxiredoxin-2C）是一个可能参与干旱适应的候选基因

《Journal of Plant Growth Regulation》：Transcriptomic Characterization of Drought Responses in Bread Wheat Flag Leaves Reveals Peroxiredoxin-2C as a Candidate Gene for Drought Adaptation

　　

摘要

干旱压力是影响面包小麦（Triticum aestivum L.）产量的主要因素，在气候变化条件下威胁着全球粮食安全。因此，了解干旱适应的分子机制对于培育抗逆品种至关重要。在这项研究中，我们重新分析了公开可用的RNA-seq数据集GSE157033，该数据集包含在抽穗期和灌浆期分别在干旱胁迫和水分充足条件下生长的两个不同小麦品种（TAM111和TAM112）的旗叶样本。与最初的分析不同，最初的分析主要识别了基因型特异性和阶段特异性的干旱响应基因，而我们应用了多元线性建模框架，同时考虑了品种、发育阶段和干旱处理因素，以识别与干旱相关的基因，这些基因不受这些主要生物变异来源的影响。主成分分析表明，发育阶段和品种是转录组变异的主要驱动因素，而干旱处理的影响相对较小。在42,928个表达基因中，只有两个基因在经过多重检验校正后仍与干旱显著相关：Peroxiredoxin-2C（TraesCS3B01G304100）和GDP-L-半乳糖磷酸化酶2（TraesCS4B01G105300）。功能注释和基因本体分析表明，干旱响应基因主要与抗氧化防御、胁迫保护以及活性氧种类的解毒作用相关。这两个基因在干旱条件下表达水平升高，并在功能上与抗氧化防御和细胞氧化还原稳态有关。其中，Peroxiredoxin-2C因其在清除过氧化氢和保护叶绿体方面的作用而被优先考虑作为未来功能验证的候选基因。这些发现提供了关于干旱适应过程中保守的抗氧化机制的精细转录组见解，并将Peroxiredoxin-2C列为面包小麦未来功能验证的优先候选基因。