从萝卜中选择耐热品种，并分析其在高温条件下的基因表达情况

《Genes & Genomics》：Selection of heat stress-tolerant cultivars from radish and analysis of gene expression under high-temperature

　　

摘要

背景

全球变暖对作物生长和农业稳定性产生了显著影响，尤其是对像萝卜（Raphanus sativus）这样的温度敏感作物。阐明其耐热机制对于培育耐高温的萝卜品种至关重要。

目的

本研究旨在识别耐热和敏感的萝卜品种，并通过整合分析基因表达模式和蛋白质相互作用网络来分析其耐热机制。

方法

在本研究中，我们在生长室中对17个萝卜品种进行了高温处理，并在露天条件下验证了它们不同的耐高温能力。为了确定耐热品种中参与热应激的上游信号传导成分的具体基因，我们分析了Arabidopsis thaliana的26种受体样细胞质激酶（RLCKs）在高温条件（37°C下持续2小时）下的表达情况。我们还使用定量实时PCR技术分析了可能参与耐热应激的下游成分。通过酵母双杂交分析研究了蛋白质-蛋白质相互作用网络，其中Rs032070和RsPP7被用作诱饵蛋白。

结果

在对17个不同萝卜品种进行高温处理后，研究了它们在耐热性方面的差异，选出了3个耐热品种和3个敏感品种。在萝卜RLCKs中，Rs275520、Rs355490和Rs032070在37°C下的表达与正常温度（23°C）相比发生了显著变化，而Rs497590的表达略有下降。使用Rs032070作为诱饵，通过酵母双杂交系统鉴定了8种相互作用蛋白，这8个基因的表达都受到高温处理的诱导。值得注意的是，在耐热品种中，Ser/Thr蛋白磷酸酶7（PP7，Rs499360）的表达在37°C处理后上调，而在敏感品种中未观察到这种变化。使用PP7作为诱饵，鉴定了4种不同的相互作用蛋白，这4个基因的转录水平在高温处理后显著上调。

结论

总体而言，我们的结果突出了以Rs032070-RsPP7为中心的网络作为萝卜高温响应的关键信号枢纽，以及开发耐热品种的潜在靶点。这些结果有助于理解气候变暖条件下萝卜的耐热相关机制。