Page 205 - 《广西植物》2024年第5期

５ 期 赵淑丽等: 根肿菌侵染下菘蓝生物碱合成机制 ９ ９ ３

图 １１ 吲哚类生物碱生物合成途径
Ａ. ＲＮＡ 加 工 和 修 饰 ( ２ ０２３)ꎻ Ｂ. 染 色 体 结 构 和 动 力 学 Ｆｉｇ. １１ Ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｐａｔｈｗａｙ ｏｆ ｉｎｄｏｌｅ ａｌｋａｌｏｉｄｓ
(７１５)ꎻ Ｃ. 能量生成和转换(１ ８７５)ꎻ Ｄ. 细胞周期调控、细
胞分 裂 和 染 色 体 分 离 ( １ ２６９)ꎻ Ｅ. 氨 基 酸 运 输 和 代 谢
(１ ９０５)ꎻ Ｆ. 核苷酸运输和代谢(４７５)ꎻ Ｇ. 碳水化合物运
输和代谢(２ ３３５)ꎻ Ｈ. 辅酶运输和代谢(５２０)ꎻ Ｉ. 脂质运输 差异表达基因数量较多ꎮ 在此基础上转录加代谢
和代谢(１ ８９７)ꎻ Ｊ. 翻译、核糖体结构和生物合成(３ ２１４)ꎻ 联合分析共挖掘到 １８ 个差异表达基因参与吲哚
Ｋ. 转录(２ ６８６)ꎻ Ｌ. 重复、重组和修饰(１ ６４３)ꎻ Ｍ. 细胞
生物碱合成途径上游的 ５ 种关键酶 ＡＳ、ＴＳＡ、ＴＤＣ、
壁、细胞膜 和 包 膜 生 物 发 生 ( ６４２)ꎻ Ｎ. 细 胞 运 动 ( ２４)ꎻ
Ｏ. 翻译后修饰、蛋白反转和伴侣(４ ９３２)ꎻ Ｐ. 无机离子运 ＹＵＣＣＡ、ＡＬＤＨꎬ其中 ＹＵＣＣＡ 和 ＡＬＤＨ 这 ２ 个关键
输和代谢(１ ２８８)ꎻ Ｑ. 次生代谢物的生物合成、运输和分 酶的位置上存在差异表达基因上调的情况且上调
解代谢(１ ５５９)ꎻ Ｒ. 一般功能预测(１０ １０２)ꎻ Ｓ. 功能未知
(２ ４５０)ꎻ Ｔ. 信号转导机制(４ ４６１)ꎻ Ｕ. 细胞内转运、分泌 显著ꎮ 本研究发现ꎬ与未接菌相比ꎬ接菌后 ＹＵＣＣＡ
和小泡运输(２ ０９６)ꎻ Ｖ. 防卫机制(３５７)ꎻ Ｗ. 胞外结构 基因 ( Ｃｌｕｓｔｅｒ￣３６１９２. ０、 Ｃｌｕｓｔｅｒ￣３６１９２. １) 表 达 量 均
(１０４)ꎻ Ｙ. 核结构(１３８)ꎻ Ｚ. 细胞构架(１ １３５)ꎮ
升高ꎬ这与 Ｃａｏ 等(２０１９)的研究结果一致ꎬ都呈现
Ａ. ＲＮＡ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ( ２ ０２３)ꎻ Ｂ. Ｃｈｒｏｍａｔｉｎ
出对生物胁迫的耐受性ꎻ但随着根肿菌侵染时间
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃｓ ( ７１５ )ꎻ Ｃ. Ｅｎｅｒｇｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ
ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ( １ ８７５ )ꎻ Ｄ. Ｃｅｌｌ ｃｙｃｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌꎬ ｃｅｌｌ ｄｉｖｉｓｉｏｎꎬ
的不断延长ꎬＹＵＣＣＡ 基因的表达量先升高再降低ꎬ
ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ (１ ２６９)ꎻ Ｅ. Ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ａｎｄ
ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ( １ ９０５)ꎻ Ｆ. Ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ａｎｄ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ 这可能是植物自身对逆境胁迫做出的应激反应ꎻ
ＡＬＤＨ( Ｃｌｕｓｔｅｒ￣３２３８１.０、Ｃｌｕｓｔｅｒ￣２８３９５.０) 基因在接
(４７５)ꎻ Ｇ. Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ａｎｄ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ( ２ ３３５)ꎻ
Ｈ. Ｃｏｅｎｚｙｍｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ａｎｄ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ (５２０)ꎻ Ｉ. Ｌｉｐｉｄ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ
ａｎｄ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ (１ ８９７)ꎻ Ｊ. Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎꎬ ｒｉｂｏｓｏｍａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ 菌后相对比于未接菌ꎬ其表达量上调ꎬ这是因为醛
ｂｉｏｇｅｎｅｓｉｓ (３ ２１４)ꎻ Ｋ. Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｉｏｎ (２ ６８６)ꎻ Ｌ. Ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎꎬ 脱氢酶基因家族可以氧化有毒醛类物质ꎬ降低脂
ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｐａｉｒ ( １ ６４３)ꎻ Ｍ. Ｃｅｌｌ ｗａｌｌ/ ｍｅｍｂｒａｎｅ/
质过氧化ꎬ提高植物对逆境的耐受性( Ｄｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ
ｅｎｖｅｌｏｐｅ ｂｉｏｇｅｎｅｓｉｓ ( ６４２ )ꎻ Ｎ. Ｃｅｌｌ ｍｏｔｉｌｉｔｙ ( ２４ )ꎻ Ｏ.
Ｐｏｓｔｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎꎬ ｐｒｏｔｅｉｎ ｔｕｒｎｏｖｅｒꎬ ｃｈａｐｅｒｏｎｅｓ ２０２２ꎻＺｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２３)ꎮ 由于缺乏根肿菌胁迫
(４ ９３２)ꎻ Ｐ. Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｉｏｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ａｎｄ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ (１ ２８８)ꎻ 下菘蓝的全基因组ꎬ无法对吲哚类生物碱合成通
Ｑ. Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｍｅｔａｂｏｌｉｔｅ ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓꎬ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ａｎｄ ｃａｔａｂｏｌｉｓｍ
路中的全部基因进行注释分析ꎬ因此对下游完整
(１ ５５９)ꎻ Ｒ. Ｇｅｎｅｒａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ (１０ １０２)ꎻ Ｓ. Ｆｕｎｃｔｉｏｎ
ｕｎｋｎｏｗｎ (２ ４５０)ꎻ Ｔ. Ｓｉｇｎａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ (４ ４６１)ꎻ 的吲哚类生物碱合成通路研究造成困难ꎮ 为此ꎬ
Ｕ. Ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｔｒａｆｆｉｃｋｉｎｇꎬ ｓｅｃｒｅｔｉｏｎꎬ ａｎｄ ｖｅｓｉｃｕｌａｒ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ (２
后期可通过全基因测序和质谱分析进一步探索完
０９６)ꎻ Ｖ. Ｄｅｆｅｎｓｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ (３５７)ꎻ Ｗ. Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
(１０４)ꎻ Ｙ. Ｎｕｃｌｅａｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ (１３８)ꎻ Ｚ. Ｃｙｔｏｓｋｅｌｅｔｏｎ (１ １３５). 整的吲哚生物碱合成通路ꎮ
图 １０ Ｕｎｉｇｅｎｅ 的 ＫＯＧ 分类 另外ꎬ 我们还发现了编码 ２ 种关键酶的 １８ 个
Ｆｉｇ. １０ ＫＯＧ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｕｎｉｇｅｎｅ 差异表达基因均在异喹啉生物碱合成通路中被注