在油菜（Brassica napus）开花期间，长期热胁迫下信号转导和能量代谢途径的转录组重配置

《Journal of Agronomy and Crop Science》：Transcriptomic Reconfiguration of Signal Transduction and Energy Metabolism Pathways Under Prolonged Heat Stress During Flowering in Brassica napus

向日葵在33℃高温胁迫下呈现花小、花粉不育、柱头可接受性降低等生殖障碍，转录组分析揭示11,582个基因差异表达，涉及激素信号通路（MAPK）、能量代谢（淀粉/蔗糖代谢）及热休克反应等关键通路，其中ROS清除酶和热休克转录因子表达显著上调。

　　

摘要

油菜是食用油的重要来源，主要在全球温带地区种植。这种作物对高温特别敏感，尤其是在开花前后的阶段。全球气候变化和温度升高的持续挑战严重威胁着其产量。阐明油菜在持续热应激（HS）下的响应机制，尤其是在开花期，对于提高其耐热性研究至关重要。在本研究中，我们分析了在33°C热应激下油菜植物的转录组变化，时间跨度从开花前阶段到开花开始。研究结果表明，油菜产生的花朵较小，花粉无法存活，并且雌蕊的受精能力下降。转录组分析显示，有5588个基因上调，5994个基因下调。KEGG富集分析表明，这些差异表达基因（DEGs）与激素信号传导途径、能量代谢（包括淀粉和蔗糖代谢以及谷胱甘肽代谢）以及植物特异性的MAPK信号途径相关。此外，在热应激条件下，编码活性氧（ROS）清除酶和热休克转录因子的基因表达显著增强。本研究为了解油菜的耐热机制提供了基础性见解，并对培育耐热油菜品种具有重要的遗传学意义。

图形摘要

Brassica napus在33°C热应激下的生殖反应，表现为花朵大小减小、花粉存活率降低以及柱头受精能力下降，同时通过RNA-Seq技术发现了11,582个与激素/MAPK信号传导、ROS清除、热休克调控和能量代谢相关的基因变化。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可在国家基因组数据中心公开获取，网址为：https://ngdc.cncb.ac.cn/bioproject/browse/PRJCA049667，参考编号为PRJCA049667。