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芒属植物是一种多年生的C4植物，具有生物产量高，水肥需求量低，抗逆能力强和适应范围广的特点，使其成为发展潜力巨大的生物质新能源作物。生物质能源原料需要大量的生产供应，在避免与粮争地的前提下，芒属植物在边际土地例如沿海滩涂和盐碱地上的生长潜能倍受关注。盐胁迫下芒属植物的生物产量等农艺性状及其耐盐分子机制的研究较少。本研究利用RNA-seq技术，对芒、南荻及其杂交种的根组织进行转录组分析，在分子水平挖掘芒属植物根中的优异耐盐基因，主要结果如下:
1.芒、南荻和杂交种在盐碱地（滨州市区和无棣县，盐浓度约0.3-0.7％）的表型观察，南荻和杂交种的长势明显优于芒。
2.芒、南荻及其杂交种分别构建RNA-seq测序文库，通过Illumina Hiseq4000平台的双末端测序，分别得到17.5M、17.5M和14.7M的测序数据。De Novo组装分别获得63531、53643和59887条Unigenes。芒、南荻及其杂交种的组装转录组(Unigenes)长度为1Kb的序列占比均大于26％，样品reads比对到参考转录组的平均占比为86.61％。
3.芒、南荻及其杂交种的生物学重复分析，其pearson相关系数都大于0.8，表现为极强相关。以芒、南荻及其杂交种的共有转录本作为参考转录组，以FDR(falsediscovery rate)）≤0.01，FC（fold change）≥2为阈值分别对芒、南荻和杂交种进行差异基因分析，结果显示芒的差异基因数目(7593)远远大于南荻(451)和杂交种(1592)，且盐碱地种植材料的表型表明芒对盐环境更敏感，推测芒中的大部分耐盐相关基因是受盐胁迫诱导表达，南荻和杂交种多数耐盐相关基因是组成性表达。
4.芒、南荻及其杂交种的差异基因KEGG富集分析结果表明，差异表达转录本广泛参与次生代谢物的合成、氨基酸代谢和能量代谢途径。其中芒的上调转录本主要富集到苯丙基类的生物合成和谷胱甘肽代谢途径，下调转录本主要富集到光合作用通路。南荻和杂交种的差异转录本没有显著富集到代谢通路(Qvalue＞0.05)。
5.芒、南荻及其杂交种的差异转录本KEGG功能注释，筛选出与编码脯氨酸生物合成(P5CS，PRODH)、活性氧清除(RBOH，CAT，POD，GST)、ABA生物合成及信号转导(AAO3，PP2C，SNRK2)和转录因子(MYB，AP2/EREBP，HD-ZIP)显著相关的转录本。
6.通过芒、南荻和杂交种的耐盐相关转录本表达量的分析，发现盐胁迫前后，这些转录本在芒中表达量要低于南荻和杂交种，在分子机制上部分解释了南荻和杂交种比芒更耐盐。
RNA-seq技术在芒属植物盐胁迫下差异转录本分析的成功应用，将推动和加快芒属植物功能基因组学研究及其优异基因的分子克隆，充分开发利用中国丰富的芒属植物遗传资源，进行芒属植物的遗传改良、种质创新和新品种培育，为中国盐碱地的开发利用及生态恢复奠定基础。
1.芒、南荻和杂交种在盐碱地（滨州市区和无棣县，盐浓度约0.3-0.7％）的表型观察，南荻和杂交种的长势明显优于芒。
2.芒、南荻及其杂交种分别构建RNA-seq测序文库，通过Illumina Hiseq4000平台的双末端测序，分别得到17.5M、17.5M和14.7M的测序数据。De Novo组装分别获得63531、53643和59887条Unigenes。芒、南荻及其杂交种的组装转录组(Unigenes)长度为1Kb的序列占比均大于26％，样品reads比对到参考转录组的平均占比为86.61％。
3.芒、南荻及其杂交种的生物学重复分析，其pearson相关系数都大于0.8，表现为极强相关。以芒、南荻及其杂交种的共有转录本作为参考转录组，以FDR(falsediscovery rate)）≤0.01，FC（fold change）≥2为阈值分别对芒、南荻和杂交种进行差异基因分析，结果显示芒的差异基因数目(7593)远远大于南荻(451)和杂交种(1592)，且盐碱地种植材料的表型表明芒对盐环境更敏感，推测芒中的大部分耐盐相关基因是受盐胁迫诱导表达，南荻和杂交种多数耐盐相关基因是组成性表达。
4.芒、南荻及其杂交种的差异基因KEGG富集分析结果表明，差异表达转录本广泛参与次生代谢物的合成、氨基酸代谢和能量代谢途径。其中芒的上调转录本主要富集到苯丙基类的生物合成和谷胱甘肽代谢途径，下调转录本主要富集到光合作用通路。南荻和杂交种的差异转录本没有显著富集到代谢通路(Qvalue＞0.05)。
5.芒、南荻及其杂交种的差异转录本KEGG功能注释，筛选出与编码脯氨酸生物合成(P5CS，PRODH)、活性氧清除(RBOH，CAT，POD，GST)、ABA生物合成及信号转导(AAO3，PP2C，SNRK2)和转录因子(MYB，AP2/EREBP，HD-ZIP)显著相关的转录本。
6.通过芒、南荻和杂交种的耐盐相关转录本表达量的分析，发现盐胁迫前后，这些转录本在芒中表达量要低于南荻和杂交种，在分子机制上部分解释了南荻和杂交种比芒更耐盐。
RNA-seq技术在芒属植物盐胁迫下差异转录本分析的成功应用，将推动和加快芒属植物功能基因组学研究及其优异基因的分子克隆，充分开发利用中国丰富的芒属植物遗传资源，进行芒属植物的遗传改良、种质创新和新品种培育，为中国盐碱地的开发利用及生态恢复奠定基础。