[发明专利]间作玉米下花生叶片基因差异表达的比较转录组分析方法

说明书

本发明涉及生物技术领域，特别涉及间作玉米下花生叶片基因差异表达的比较转录组分析方法，本发明利用RNA‑seq技术对花生单作与间作玉米胁迫下荚果膨大期花生功能叶的差异表达基因进行了比较分析；以代谢通路相关的差异基因为主，挖掘出了间作玉米胁迫下花生荚果产量形成的重要基因和关键代谢通路，为利用定向化学调控技术以减少间作玉米胁迫对花生产量造成的不利影响提供理论依据；并通过qRT‑PCR检测对候选差异表达基因的相对表达水平进行验证，最终表明qRT‑PCR检测结果与转录组测序分析中的倍数变化大体一致，采用转录组测序分析的方法准确、可行、有效、简单。

【技术领域】

本发明涉及生物技术领域，特别涉及间作玉米下花生叶片基因差异表达的比较转录组分析方法。

【背景技术】

花生是我国重要油料作物和经济作物，花生间作是目前我国广泛采用的一种在时空上和生态上绿色高效高产的种植模式，且不同农作物之间的间作栽培模式非常丰富。其中，玉米间作花生具有传统单作不可比拟的优势，玉米和花生的生长发育在时空上互补，两者间作不仅可以通过改变农田生态结构，在时空上充分利用光、温、水、热及养分等资源，提高了间作胁迫下玉米对强光及花生对弱光的高效利用能力，促进间作作物对胁迫的应激能力、能量和物质的转化与积累，最终实现作物产量和生物量的增加以及土地总产出率。

在玉米间作花生的基础理论研究方面，研究表明，间作体系通过影响玉米和花生的根系生长与分布，提高两者对地下资源的充分利用效率，从而实现二者的间作优势，还可能是间作体系促进了豆科作物固定更多的氮，同时释放大量H+来促进根系活化与吸收磷元素，而磷素营养在植物光合作用系统中发挥重要调控作用；此外，玉米根系分泌物能高效活化土壤中难溶性铁以利于花生吸收而改善花生的铁营养；还有研究表明，玉米在强光胁迫下叶片对光能传递和转化的效率并没有明显增强，而间作花生改善玉米叶片适应强光的关键在于增强功能叶对CO₂的固定羧化能力。

相比单作，玉米间作花生优势明显，但该间作体系也会因玉米花生间对地下资源产生竞争性吸收和利用而引发各种胁迫(在此称之为“间作胁迫”)，比如水分、养分和光资源等胁迫。在玉米花生间作体系中，花生对地上地下资源的竞争吸收和利用在整个生育期中一直处于劣势，尤其是对N、P和光照等资源的吸收和利用。虽然株高差异明显的玉米与花生的间作复合群体的产量明显提高，但高秆作物的玉米对矮秆作物的花生会引发时空上的生境胁迫和种间竞争，而由此引起的生境胁迫尤其是弱光胁迫将会严重影响矮秆作物的生长发育，并导致矮秆作物的生产力受到比较严重的影响。

前人就间作玉米胁迫对花生形态发育、光合特性和生理特性方面的影响研究已有相对较多报道，但对花生应答间作玉米胁迫的深层机理知之甚少，且花生应答间作玉米胁迫以调控其荚果膨大的机理也缺乏研究，更未见利用转录组测序对荚果膨大期花生功能叶应答间作玉米胁迫的关键差异表达基因及代谢通路进行发掘和分析的研究报道。为了深入地分析花生功能叶响应间作玉米胁迫以影响其荚果膨大的转录调控，有必要深入挖掘间作玉米胁迫下花生荚果产量形成的重要基因和关键代谢通路，为利用定向化学调控技术以减少间作玉米胁迫对花生产量造成的不利影响提供理论依据。

【发明内容】

鉴于上述内容，有必要深入挖掘间作玉米胁迫下花生荚果产量形成的重要基因和关键代谢通路，为利用定向化学调控技术以减少间作玉米胁迫对花生产量造成的不利影响提供理论依据。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

对间作玉米下花生叶片基因差异表达的比较转录组分析的引物组，所述引物组的核苷酸序列如SEQ ID NO.1-SEQ ID NO.36所示；所述核苷酸序列SEQ ID NO.1-SEQ IDNO.2为内参基因引物对，所述核苷酸序列SEQ ID NO.3-SEQ ID NO.36为17个重要代谢基因引物对；所述花生叶片选自花生荚果膨大期的功能叶。

本发明还包括所述的引物组在分析玉米和花生间作和/或花生单作的荚果膨大期花生功能叶基因差异表达分析中的应用。