Pacbioの全長トランスクリプトームシークエンスを用いたナシキビの熱ストレスと干ばつストレスのトランスクリプトーム解析

Transcriptome analysis of heat stress and drought stress in pearl millet based on Pacbio full-length transcriptome sequencing.

• Min Sun
• Dejun Huang
• Ailing Zhang
• Imran Khan
• Haidong Yan
• Xiaoshan Wang
• Xinquan Zhang
• Jian Zhang
• Linkai Huang

抄録

背景:

熱と干ばつは作物の生育と発達にとって深刻な脅威である。世界第6位の穀物作物であるパールキビは、食用や飼料としてだけでなく、バイオエネルギー源としても利用できる。パールキビは、暑さや干ばつに非常に強いです。このことから、植物のストレス耐性を研究するための理想的な作物と考えられており、耐熱性遺伝子を特定するために使用することができます。

BACKGROUND: Heat and drought are serious threats for crop growth and development. As the sixth largest cereal crop in the world, pearl millet can not only be used for food and forage but also as a source of bioenergy. Pearl millet is highly tolerant to heat and drought. Given this, it is considered an ideal crop to study plant stress tolerance and can be used to identify heat-resistant genes.

結果:

本研究では、Pacbioのシークエンスデータを参照配列とし、48時間の熱・干ばつストレスを与えたナシキビのIlluminaデータを解析した。これまでの研究をまとめることで、新規遺伝子2万6,299個、新規転写産物6万3,090個を発見し、遺伝子アノテーション数は20.18％増加した。転写因子は2792個、転写調節因子は1223個を同定した。熱ストレス下では318のTFと149のTRが、干ばつストレス下では315のTFと128のTRがそれぞれ異なって発現していた。RNA シーケンシングを用いて、熱ストレス下では 6920 遺伝子、干ばつストレス下では 6484 遺伝子がそれぞれ異なる発現を示した。

RESULTS: In this study, we used Pacbio sequencing data as a reference sequence to analyze the Illumina data of pearl millet that had been subjected to heat and drought stress for 48 h. By summarizing previous studies, we found 26,299 new genes and 63,090 new transcripts, and the number of gene annotations increased by 20.18%. We identified 2792 transcription factors and 1223 transcriptional regulators. There were 318 TFs and 149 TRs differentially expressed under heat stress, and 315 TFs and 128 TRs were differentially expressed under drought stress. We used RNA sequencing to identify 6920 genes and 6484 genes differentially expressed under heat stress and drought stress, respectively.

結論:

Pacbio のシークエンシングにより、より多くの新規遺伝子と新規転写産物が同定されました。一方、熱耐性下で発現が異なる遺伝子と干ばつストレス下でのDEGを比較すると、同じ経路であっても、ナシキビは異なるタンパク質で応答することがわかりました。

CONCLUSIONS: Through Pacbio sequencing, we have identified more new genes and new transcripts. On the other hand, comparing the differentially expressed genes under heat tolerance with the DEGs under drought stress, we found that even in the same pathway, pearl millet responds with a different protein.