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紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是重要的多年生豆科牧草,土地盐碱化所造成的可溶性铁含量的降低会严重影响紫花苜蓿的正常生长。本实验以黑龙江本地紫花苜蓿品种肇东苜蓿为实验材料,利用Illumina Hi-SeqTM4000测序平台对缺铁、高铁和正常处理7d的紫花苜蓿全株进行转录组测序,分别进行了基因注释、功能富集、基因结构分析、基因表达量分析和差异表达基因分析。主要的研究结果如下: 1.通过转录组测序,三次重复的9个样品共获得约250万条Reads,总数据量为7.67G左右,共得到59,345条注释信息,约占总体Unigene序列的65.75%。共获得75,970个CDS序列、8,948个SSR位点和2,198,312个SNP位点。 2.差异表达分析发现正常组与缺铁胁迫组筛选出1251个差异表达基因(857个上调);正常组与高铁胁迫组共有758个基因(529个上调);缺铁组与高铁组之间筛选出681个差异表达基因。KEGG分别富集到到84、72和68条通路,并对对糖酵解/糖异生、氮代谢和碳代谢通路进行深入研究,分别发现14、14、28个与其通路相关的差异表达基因。 3.利用qRT-PCR技术手段对MsFIT1、MsIRT1、MsFRO2、MsVIT1、MsOPT1和MsAHA2等6个注释出来的基因进行了表达水平验证,qRT-PCR结果与转录组测序表达量变化趋势基本一致。 4.分别从转运蛋白、转录因子和氧化应激等三个方面进行铁胁迫关键功能基因的挖掘。筛选出55个差异表达转运蛋白基因,包含氨基酸转运蛋白、糖转运蛋白、磷酸盐转运蛋白、金属离子转运蛋白和多元醇转运蛋白等参与非生物胁迫的关键蛋白;40个差异表达转录因子基因,覆盖了WRKY、bHLH、MYB和bZIP等植物主要的转录因子家族以及锌指蛋白、MADS-box蛋白、HSF蛋白和AP2蛋白具有转录因子功能的蛋白分子;29个氧化应激相关的基因,包括谷胱甘肽S-转移酶基因、过氧化物酶基因、过氧化氢同功酶基因以及超氧化物歧化酶基因。利用PFAM数据库和在线软件预测了筛选出的相关基因的保守结构域和对应蛋白质的理化性质。