低氮胁迫下小麦生育后期叶片与籽粒转录谱响应的关键基因研究

本研究论文聚焦于"小麦生育后期叶片和籽粒应答供氮水平的转录谱特征"，由张双、郭程瑾和肖凯三位作者合作完成，发表在中国科技论文在线上。研究对象选择了生育后期的小麦品种济麦22的叶片和籽粒作为实验材料，通过RNAseq高通量测序技术和生物信息学分析手段，探究了在低氮逆境下的基因表达差异。 在低氮胁迫（N0）条件下，相较于正常供氮的对照（N240），研究发现叶片中显著有1835个差异表达基因，其中533个上调表达，1302个下调表达。这些基因的功能注释和KEGG分析揭示了它们主要参与生物学过程、细胞组分和分子功能等方面，特别集中于mTOR信号通路、PI3K-Akt信号通路、Th1和Th2细胞分化、光合作用以及淀粉和蔗糖代谢等关键代谢路径。这表明低氮条件影响了叶片中许多与细胞结构、分子功能和生长相关基因的转录活性。 籽粒部分，同样进行转录组分析后，发现了410个差异基因，其中223个上调，187个下调。这些籽粒差异表达基因主要集中在戊糖和葡萄糖醛酸盐相互转化、Th1和Th2细胞分化、T细胞受体信号通路以及类苯基丙烷生物合成等代谢途径。这些发现进一步证实，小麦在生育后期对低氮的响应不仅限于叶片，籽粒中的基因表达调整同样起着关键作用。 该研究深入揭示了小麦在生育后期对低氮逆境的生理响应机制，尤其是叶片和籽粒中基因转录水平的变化如何影响其生理功能和代谢途径。这些结果对于理解小麦对氮素营养的敏感性和耐受性，以及为改良小麦品种以提高其在低氮土壤条件下的产量具有重要意义。通过关键词"小麦"、"供氮量水平"、"转录组分析"和"差异表达基因"，可以窥见这项研究在植物生理学和分子育种领域的价值。