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鎘脅迫下構(gòu)樹qRT-PCR內(nèi)參基因篩選及驗(yàn)證

2023-04-29 14:29:57李紅英陳萌笛王政博等
林業(yè)科學(xué)研究 2023年4期
關(guān)鍵詞:熒光定量PCR構(gòu)樹

李紅英 陳萌笛 王政博等

關(guān)鍵詞:構(gòu)樹;內(nèi)參基因;Cd脅迫;熒光定量PCR

中圖分類號:S718.46 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1001-1498(2023)04-0129-10

構(gòu)樹(Broussonetia papyrifera(L.)Vent.)為??疲∕oraceae)構(gòu)屬(Broussonetia)落葉喬木,自然分布于我國大部分地區(qū)和東南亞,是一種典型的鄉(xiāng)土樹種和先鋒植物。其表型性狀和遺傳多樣性豐富,基因組緊湊,常作為木本植物研究的模式材料。因其易繁殖、抗逆性強(qiáng)、生長速度快等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于飼料、造紙和植被恢復(fù)等領(lǐng)域。此外,構(gòu)樹還具有藥用價(jià)值,其類黃酮、多酚、果糖等含量遠(yuǎn)高于其它植物,構(gòu)樹中的黃酮衍生物對癌細(xì)胞有抑制作用,多酚類物質(zhì)可以抑制冠狀病毒蛋白酶。近年來,有研究證明,構(gòu)樹對重金屬Cd有一定的富集和轉(zhuǎn)運(yùn)能力,因此,被認(rèn)為是重金屬污染區(qū)群落恢復(fù)的先鋒樹種,其主要通過誘導(dǎo)或增強(qiáng)相關(guān)Cd抗性基因表達(dá),合成功能性基因來應(yīng)對Cd脅迫。因此,了解關(guān)鍵基因的表達(dá)方式將有助于闡明構(gòu)樹Cd脅迫中所涉及的分子機(jī)制。

實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qRT-PCR)因其方便快捷、強(qiáng)特異性和高靈敏度等優(yōu)勢,已成為研究基因轉(zhuǎn)錄水平表達(dá)量的有效手段。然而,RNA質(zhì)量、cDNA質(zhì)量、樣品稀釋倍數(shù)以及實(shí)驗(yàn)操作準(zhǔn)確度等因素都會(huì)影響qRT-PCR的準(zhǔn)確性,因此,引入適宜的內(nèi)參基因,對目的基因表達(dá)量標(biāo)準(zhǔn)化分析至關(guān)重要。理想的內(nèi)參基因是能夠在細(xì)胞中穩(wěn)定表達(dá)、表達(dá)量幾乎不受外界環(huán)境干擾的基因,一般為維持細(xì)胞基本生命活動(dòng)的管家基因(Housekeepergene),如肌動(dòng)蛋白基因(Actin)、18S核糖體RNA(18S Ribosome RNA)、微管蛋白基因(Tublin)和泛素蛋白基因(Ubiquitin)等;但近年來大量研究證明,隨著物種以及組織器官的差異,管家基因的轉(zhuǎn)錄水平有可能會(huì)發(fā)生變化,如在羊草(Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.)葉片、莖部以及穗中表達(dá)穩(wěn)定性較高的內(nèi)參基因分別是Actin、EF-1a和18S rRNA,而根部表達(dá)較為穩(wěn)定的是APRT、18S rRNA。茉莉花(Jasminumsambac(L.)Aiton.)在不同的發(fā)育時(shí)期以及不同組織中篩選出的最適內(nèi)參基因也不同。此外,同一植物在不同的環(huán)境下內(nèi)參基因穩(wěn)定性之間也存在差異,如海州常山(Clerodendrum trichotomumThunb.)內(nèi)參基因RPL、AP-2基因在鹽脅迫下表達(dá)最穩(wěn)定,干旱脅迫下MDH、AP-2基因表達(dá)最穩(wěn)定,而熱脅迫下UBCE2和ACT表達(dá)最穩(wěn)定。這說明管家基因只能在特定的組織或處理方式中保持相對穩(wěn)定,因此,應(yīng)根據(jù)特定的試驗(yàn)條件來選擇適合的內(nèi)參基因,減少試驗(yàn)誤差。

本研究以Cd脅迫下構(gòu)樹的根和葉為試驗(yàn)材料,根據(jù)構(gòu)樹轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)選取了10個(gè)候選內(nèi)參基因,并通過qRT-PCR技術(shù),結(jié)合基因穩(wěn)定性分析軟件geNorm、NormFinder、BestKeeper和RefFinder在線分析工具,對10個(gè)候選內(nèi)參基因在構(gòu)樹Cd脅迫下根和葉片中的表達(dá)穩(wěn)定性進(jìn)行評估,篩選出表達(dá)相對穩(wěn)定的內(nèi)參基因,并利用構(gòu)樹逆境脅迫關(guān)鍵基因BpDREB進(jìn)一步驗(yàn)證上述結(jié)果的可靠性,為后續(xù)開展構(gòu)樹Cd脅迫響應(yīng)基因的功能研究奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料

構(gòu)樹種子購自江蘇宿遷天橋區(qū)映陽苗木經(jīng)營部,將種子用1600 mg·L-1的GA3溶液浸泡24 h,蒸餾水沖洗2~3次后播種于草炭土和蛭石混合基質(zhì)中,置于光照培養(yǎng)箱中(溫度30℃,濕度60%,光照12 h,黑暗12 h)培養(yǎng)。培養(yǎng)6個(gè)月后,選取長勢良好、大小一致的構(gòu)樹幼苗,參照Xu等實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并稍作調(diào)整,將幼苗小心剝離營養(yǎng)基質(zhì)后置于1/2霍格蘭營養(yǎng)液中緩苗1周,每3d更換1次,之后加入400 pmol·L-1CdCl2進(jìn)行模擬Cd脅迫處理,分別在處理后0(CK)、3、6、12、24、48、72、96、120 h取其根部與葉片,液氮速凍后放置于-80℃保存,每個(gè)取樣時(shí)間點(diǎn)均取3個(gè)重復(fù)。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1總RNA提取和cDNA第一鏈合成 利用Trizol法(北京聚合美,MF034)提取RNA,用1.2%的瓊脂糖凝膠電泳檢測RNA的完整性,使用超微量紫外分光光度計(jì)(NanoDrop2000)檢測RNA濃度和純度。利用M5 Super qPCR RTKit(北京聚合美,MF012)完成cDNA第一鏈合成,置于-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2引物設(shè)計(jì) 根據(jù)構(gòu)樹轉(zhuǎn)錄組序列,對選定的10個(gè)候選內(nèi)參基因BpUBE2、BpRPL8、BpActin、BpGAPDH、BpHSP、BpTUA、BpDOUB、Bpβ-TUB、BpHIS、BpNADH使用Primer3web (V4.1.0,http://primer3.ut.ee/)設(shè)計(jì)引物,并利用Blast工具檢測引物特異性。引物序列、擴(kuò)增產(chǎn)物長度和Tm值等詳見表1,引物由通用生物(安徽)股份有限公司合成。

1.2.3 qRT-PCR反應(yīng)條件 qRT-PCR采用SYBR Green染料法,按照2×M5 HiPer SYBRPremix EsTaq試劑盒(北京聚合美,MF787)說明書配制PCR反應(yīng)體系為:cDNA棋板1μL,正反向引物(10μmol·L-1)各0.2 pL,2×M5 HiPerSYBR Premix EsTaq 5μL,用ddH2O補(bǔ)至10μL。每個(gè)樣品均設(shè)置3個(gè)重復(fù),利用伯樂公司的CFX96實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀對樣品進(jìn)行擴(kuò)增。PCR反應(yīng)程序:95℃預(yù)變性30s;95℃變性5s,60℃退火30s,39個(gè)循環(huán),熔解曲線:以65℃到95℃,每個(gè)循環(huán)增加0.5℃,持續(xù)0.05s獲得解鏈溫度,采集熒光信號。

1.2.4引物特異性及擴(kuò)增效率檢測 將cDNA樣本等量混合后用ddH2O稀釋1倍作為模板進(jìn)行普通PCR擴(kuò)增,用于檢測引物的特異性。反應(yīng)體系為:14.3 pL ddH2O,2μL 10×PCR Buffer, 1.6μLdNTP(2.5 mmol.L-1),

0.1μL rTaq(5U·μL-1),cDNA1.5μL,上下游物(10μmol·L-1)各0.25μL。反應(yīng)程序?yàn)?5℃2 min;98℃10s,60℃30 s,72℃30 s,30個(gè)循環(huán),72℃5 min,反應(yīng)結(jié)束后用2%的瓊脂糖凝膠進(jìn)行引物特異性檢測。

將Cd脅迫下所有樣本的cDNA取適量等量混合后稀釋成6個(gè)梯度(1/3、1/9、1/27、1/81、1/243、1/729),并以此為模板進(jìn)行qPCR擴(kuò)增,用于標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制,并利用公式E=(3-1/slope-1)×100%計(jì)算引物擴(kuò)增效率。反應(yīng)體系和程序如1.2.3所述。

1.2.5候選內(nèi)參基因穩(wěn)定性分析 通過熒光定量PCR得出10個(gè)候選基因在Cd脅迫下構(gòu)樹不同組織中的CT值,使用Microsoft Excel 2016軟件整理原始CT值,并分別采用基于Microsoft Excel 2010的3個(gè)基因穩(wěn)定性評價(jià)軟件(geNorm、NormFinder、BestKeeper)和在線分析工具RefFinder(https://blooge.cn/RefFinder/)對10個(gè)候選內(nèi)參基因的穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評價(jià),篩選出構(gòu)樹在Cd脅迫下的最佳內(nèi)參基因。

1.2.6內(nèi)參基因穩(wěn)定性驗(yàn)證 選擇構(gòu)樹逆境脅迫響應(yīng)基因Bp DREB用于驗(yàn)證篩選出的內(nèi)參基因的穩(wěn)定性。以Cd脅迫下構(gòu)樹的cDNA為模板,使用熒光定量PCR技術(shù),以最佳候選基因及其組合作為標(biāo)準(zhǔn)化因子,以不穩(wěn)定的內(nèi)參基因作為比較,使用2-AACT法分析Bp DREB基因在構(gòu)樹根部和葉片中的相對表達(dá)量,實(shí)驗(yàn)設(shè)置3個(gè)重復(fù),反應(yīng)體系和程序如1.2.3所述。

2結(jié)果與分析

2.1 RNA質(zhì)量檢測

RNA樣品濃度為160~287ng.μL-1,A260/280的值為2.0~2.2,這表明RNA無蛋白或酚類污染,純度較高。瓊脂糖凝膠電泳結(jié)果(圖1)顯示:各樣本的RNA主帶清晰,無彌散拖尾現(xiàn)象,且28S rRNA條帶的亮度約為18S rRNA條帶的2倍,這表明RNA無明顯降解,完整性良好,可用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

2.2引物特異性及擴(kuò)增效率檢測

以Cd脅迫下構(gòu)樹根和葉等量混合的cDNA為模板進(jìn)行常規(guī)PCR擴(kuò)增,結(jié)果(圖2)表明:所有引物目標(biāo)片段單一明亮,無引物二聚體及非特異性擴(kuò)增現(xiàn)象,且條帶大小與預(yù)期相符。進(jìn)一步利用qRT-PCR技術(shù)驗(yàn)證引物特異性,結(jié)果(圖3)表明:各候選內(nèi)參基因的溶解曲線均呈單一溶解峰,說明所用引物都能進(jìn)行特異性擴(kuò)增。經(jīng)計(jì)算,各候選內(nèi)參基因擴(kuò)增效率(E)為90.43%~102.81%,相關(guān)系數(shù)(R2)為0.987~0.999(表1)。以上結(jié)果表明,各候選基因特異性和擴(kuò)增效率良好,可用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

2.3內(nèi)參基因穩(wěn)定性分析

2.3.1內(nèi)參基因CT值分析 CT值與基因表達(dá)量呈反比,CT值越低基因表達(dá)水平越高。通過對箱線圖(圖4)進(jìn)行分析可知:大部分基因CT值分布在21~28之間,表達(dá)豐度適中。此外,由箱線圖跨度可初步判定BpGAPDH(21.59~32.58)的CT值跨度廣,基因表達(dá)穩(wěn)定性較弱,而BpNADH( 25.86~27.36))、BpDOUB(23.09~25.12)、BpUBE2(21.78~23.67)的CT值跨度小,基因表達(dá)較穩(wěn)定。以上結(jié)果表明,構(gòu)樹中不同內(nèi)參基因在Cd脅迫下具有不同的表達(dá)水平,從CT值變化跨度推測BpNADH、BpDOUB和BpUBE2表達(dá)量較穩(wěn)定,是潛在的最佳候選內(nèi)參基因。

2.3.2 geNorm分析 通過geNorm軟件計(jì)算各候選內(nèi)參基因在構(gòu)樹Cd脅迫下不同組織中表達(dá)穩(wěn)定性的M值,該軟件是以M=1.5為臨界值,M值越小,則內(nèi)參基因的穩(wěn)定性越高。geNorm分析結(jié)果(圖5A)表明:在Cd脅迫下構(gòu)樹各候選內(nèi)參基因M值均低于1.5,即各候選內(nèi)參基因表達(dá)都相對穩(wěn)定,穩(wěn)定性排序從高到低依次為Bp DOUB(0.35) =BpUBE2(0.35) >BpNADH(0.399)>BpHIS(0.443) >BpActin(0.501) >BpTUA(0.535) >BpHSP(0.567)>BpRPL8(0.666)>Bpβ-TUB(0.776) >BpGAPDH(1.416).

為確定內(nèi)參基因的最佳數(shù)量,使用配對變異系數(shù)Vnl(n+1)對10個(gè)候選內(nèi)參基因進(jìn)行分析,Vnl(n+1)的臨界值為0.15,當(dāng)Vnl(n+1)<0.15時(shí),說明選擇r個(gè)基因作為內(nèi)參基因即可保證結(jié)果穩(wěn)定可靠。由圖58可知:本實(shí)驗(yàn)所有樣品的V2/3<0.15,說明在Cd脅迫下選擇2個(gè)基因作為內(nèi)參基因,結(jié)果穩(wěn)定可靠,無需選擇更多基因。

2.3.3 Normfinder分析 NormFinder軟件是根據(jù)表達(dá)穩(wěn)定值(S值)對基因的穩(wěn)定性進(jìn)行排序,S值越小基因表達(dá)越穩(wěn)定。NormFinder分析結(jié)果(圖6)表明:在Cd脅迫下,構(gòu)樹的根,葉組織中,10個(gè)候選內(nèi)參基因表達(dá)穩(wěn)定性排名從高到低依次為:BpDOUB(0.175) >BpNADH(0.208)>BpActin(0.214》BpHIS(0.287)>BpUBE2(0.324) >BpTUA(0.328)>BpHSP(0.740)>Bpβ-TUB(0.815)>BpRPL8(1.246)>BpGAPDH(3.947),即在Cd脅迫下構(gòu)樹中BpDOUB(0.175)和BpNADH(0.208)表達(dá)穩(wěn)定性較高,而BpGAPDH(3.947)的穩(wěn)定性最低,不適合作為內(nèi)參基因使用。

2.3.4 BestKeeper分析 Bestkeeper主要是通過比較各候選內(nèi)參基因CT值之間的標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)和變異系數(shù)(CV)來評價(jià)基因的穩(wěn)定性。當(dāng)SD值<1.0時(shí),即認(rèn)為該基因表達(dá)相對穩(wěn)定。Bestkeeper的分析結(jié)果(表2)表明:BpGAPDH(3.40)>1.0,不適合作為內(nèi)參基因,其余9個(gè)候選基因的SD值均<1.0,說明大多數(shù)候選內(nèi)參基因表達(dá)較穩(wěn)定,候選內(nèi)參基因表達(dá)穩(wěn)定性排序從高到低依次為:BpNADH(0.32)>BpHIS(0.47)>BpUBE2(0.48)>BpDOUB(0.55)>BpActin(0.61)>BpHSP(0.67)>BpTUA(0.71)>Bpβ-TUB(0.93)>BpRPL8(0.95)>BpGAPDH(3.40),其中,Bp NADH的SD和CV值最?。⊿D=0.32,CV=1.19),穩(wěn)定性最好。

2.3.5 RefFinder分析 為避免單一內(nèi)參基因評價(jià)程序引起結(jié)果誤差,通過在線分析工具RefFinder對3個(gè)軟件的基因表達(dá)穩(wěn)定性排序進(jìn)行幾何平均值計(jì)算,幾何平均值越小,基因的表達(dá)穩(wěn)定性越高。結(jié)果(表3)所示,各基因綜合穩(wěn)定性排序從高到低依次為BpDOUB(1.41)>BpNADH(2.34)>BpUBE2 (2.59) >BpHIS (2.83) >BpActin(4.16)>BpTUA (6.24)>BpHSP(6.74)>Bpβ-TUB(8.24)>BpRPL8(8.74)>BpGAPDH(10.00)。說明BpDOUB(1.41)和BpNADH(2.34)表達(dá)穩(wěn)定性優(yōu)于其它基因,可作為Cd脅迫下構(gòu)樹qRT-PCR分析首選內(nèi)參基因,而BpGAPDH(10.00)基因表達(dá)最不穩(wěn)定,不宜作為Cd脅迫下構(gòu)樹的內(nèi)參基因。

2.3.6內(nèi)參基因穩(wěn)定性驗(yàn)證 為驗(yàn)證篩選出的內(nèi)參基因可靠性,采用qRT-PCR技術(shù)對Cd脅迫下BpDREB基因在構(gòu)樹葉片以及根部的表達(dá)模式進(jìn)行研究,使用篩選出的最佳內(nèi)參基因Bp DOUB、BpNADH及其組合BpDOUB+BpNADH作為標(biāo)準(zhǔn)化因子,以最不穩(wěn)定的內(nèi)參基因BpGAPDH為參照,對BpDREB基因表達(dá)水平進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果(圖7)表明:使用不同的內(nèi)參基因得到的Bp DREB表達(dá)量之間存在較大差異。分別以穩(wěn)定性好的BpDOUB、BpNADH以及BpDOUB+BpNADH作為內(nèi)參基因時(shí),Bp DREB基因的表達(dá)模式一致??傮w來看,在Cd處理下,構(gòu)樹葉片及根部的BpDREB表達(dá)量均呈上調(diào)趨勢,葉片中BpDREB的表達(dá)量在96h達(dá)到最高點(diǎn),根部72 h達(dá)到最高點(diǎn);而用最不穩(wěn)定的內(nèi)參基因BpGAPDH為參照時(shí),會(huì)導(dǎo)致完全不同的結(jié)果。因此,不合適的內(nèi)參基因會(huì)導(dǎo)致目的基因表達(dá)水平偏差,影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性,進(jìn)一步驗(yàn)證了以BpDOUB和BpNADH作為內(nèi)參基因的可靠性。

3討論

土壤重金屬污染已成為目前亟待解決的環(huán)境問題之一,Cd是最具威脅的重金屬元素,對植物生長和人體健康都造成嚴(yán)重威脅。作為重金屬區(qū)群落恢復(fù)的先鋒樹種,構(gòu)樹對重金屬Cd具有極高的富集能力,研究構(gòu)樹抗逆機(jī)制,解析其響應(yīng)Cd的基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò),挖掘構(gòu)樹相關(guān)抗逆基因,有助于闡明構(gòu)樹Cd脅迫適應(yīng)機(jī)制。實(shí)時(shí)熒光定量PCR是分析基因表達(dá)水平和調(diào)控模式的主要手段之一,選擇表達(dá)穩(wěn)定的內(nèi)參基因是準(zhǔn)確分析目的基因表達(dá)量的前提,以往研究結(jié)果表明,內(nèi)參基因不具有絕對通用性,若不經(jīng)篩選而以常見管家基因?yàn)閮?nèi)參基因,得到的結(jié)果精確度大幅度降低,甚至得到錯(cuò)誤結(jié)果。以往構(gòu)樹基因表達(dá)研究常直接以Actin為內(nèi)參,可能存在一定誤差。近年來,隨著構(gòu)樹基因組測序的完成和構(gòu)樹轉(zhuǎn)錄調(diào)控水平研究的深入,開展構(gòu)樹內(nèi)參基因篩選能夠?yàn)楹罄m(xù)功能基因的表達(dá)分析提供重要的基礎(chǔ)。

在非模式植物中,結(jié)合植物轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫進(jìn)行內(nèi)參基因篩選是有效的方法之一,目前已在杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook.)、麥緣錦楸(Catalpa fargesii Bur.)、福建柏(Fokieniahodginsii (Dunn) Henryet Thomas.)等多種植物中應(yīng)用。有研究發(fā)現(xiàn),在甘藍(lán)型油菜(Brassica napus L.)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫挖掘到的內(nèi)參基因UXS3、SAP5、ARFA IE的表達(dá)穩(wěn)定性優(yōu)于傳統(tǒng)內(nèi)參基因Actin 7。本研究結(jié)合構(gòu)樹轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫,初步選擇10個(gè)常見管家基因作為候選內(nèi)參基因,通過qRT-PCR技術(shù),并結(jié)合geNorm、NormFinder和BestKeeper軟件對構(gòu)樹Cd脅迫下不同組織器官表達(dá)穩(wěn)定性進(jìn)行評估。由于各軟件的運(yùn)算邏輯及使用的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法不同,各分析軟件中內(nèi)參基因表達(dá)穩(wěn)定性排名略有差異,如geNorm與NormFinder軟件分析結(jié)果均顯示BpDOUB基因表達(dá)穩(wěn)定性最好,而Bestkeeper軟件分析結(jié)果則顯示BpNADH基因表達(dá)較穩(wěn)定。這種現(xiàn)象在楊樹(Populus deltoides、)、扇脈杓蘭(Cypripedium japoricum Thunb.)以及其它植物內(nèi)參基因研究中也有出現(xiàn)。RefFinder是一種候選內(nèi)參基因穩(wěn)定性綜合分析的程序,已被廣泛用于內(nèi)參基因篩選研究中。為對內(nèi)參基因穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評價(jià),本研究利用RefFinder對10個(gè)候選內(nèi)參基因穩(wěn)定性進(jìn)行綜合評估,基因表達(dá)穩(wěn)定性從高到低依次為BpDOUB、BpNADH、BpUBE2、BpHIS、BpActin、BpTUA、BpHSP、Bpβ-TUB、BpRPL8、BpGAPDH。為避免單個(gè)內(nèi)參基因造成實(shí)驗(yàn)誤差,通常選擇2個(gè)或多個(gè)基因作為內(nèi)參基因調(diào)整系統(tǒng)偏差,得到更準(zhǔn)確的基因表達(dá)定量結(jié)果,本研究中用geNorm軟件確定了內(nèi)參基因最佳數(shù)量,各候選內(nèi)參基因的變異系數(shù)(V2/3)均<0.15,說明在Cd脅迫下構(gòu)樹僅需要2個(gè)內(nèi)參基因即可得到可靠結(jié)果。最終確定BpDOUB和BpNADH為Cd脅迫條件下構(gòu)樹熒光定量結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)化分析的最佳內(nèi)參基因組合。

DREB是植物中特有的轉(zhuǎn)錄因子,植物遭受逆境脅迫后,DREB通過與逆境抗性基因啟動(dòng)子區(qū)的DRE/CRT(脫水反應(yīng)元件)順式元件發(fā)生特異性相互作用,調(diào)節(jié)一系列下游基因(包含DRE/CRT元件)的表達(dá),增強(qiáng)植物逆境的抗性,已經(jīng)在構(gòu)樹、甘薯(Dloscorea esculenta(Lour.)Burkill)、剛毛檉柳(Tamarix hispida Willd.)等多種植物研究中發(fā)現(xiàn)DREB基因可以被重金屬Cd誘導(dǎo)上調(diào)表達(dá),可用于驗(yàn)證篩選出的內(nèi)參基因的可靠性。本研究分別使用篩選出的最佳內(nèi)參基因BpDOUB、BpNADH及其組合為內(nèi)參基因,同時(shí)以穩(wěn)定性最差的基因BpGAPDH為參照,分析Cd脅迫下BpDREB基因在構(gòu)樹根部以及葉片中的表達(dá)模式,結(jié)果顯示:使用表達(dá)穩(wěn)定的基因(BpDOUB、BpNADH)進(jìn)行基因表達(dá)水平歸一化時(shí),逆境脅迫響應(yīng)基因BpDREB在Cd處理下構(gòu)樹的根部和葉部表達(dá)模式基本一致,均為上調(diào)表達(dá),而用不穩(wěn)定的BpGAPDH基因?yàn)閰⒄諘r(shí),基因表達(dá)水平明顯不同,進(jìn)一步驗(yàn)證了篩選出的內(nèi)參基因的準(zhǔn)確性。綜上表明,選擇適合的內(nèi)參基因?qū)τ诜治瞿康幕虮磉_(dá)變化至關(guān)重要。

4結(jié)論

本研究通過qRT-PCR技術(shù)并結(jié)合內(nèi)參基因穩(wěn)定性分析軟件geNorm、NormFinder、BestKeeper和RefFinder對候選內(nèi)參基因的表達(dá)穩(wěn)定性進(jìn)行評價(jià),確定BpDOUB和BpNADH為構(gòu)樹Cd脅迫條件下最適內(nèi)參基因組合,并通過逆境脅迫響應(yīng)基因BpDREB進(jìn)一步驗(yàn)證篩選的內(nèi)參基因的準(zhǔn)確性。本研究結(jié)果為構(gòu)樹Cd脅迫下目的基因表達(dá)分析提供了可靠的內(nèi)參基因,為開展構(gòu)樹耐Cd機(jī)理研究和重要功能基因發(fā)掘奠定基礎(chǔ)。

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