张晓¹ , 曹慧芬² , 赵建国^1* , 王海雁^1* , 葛赛 ¹ , 陈志文 ¹ , 张进¹ , 王婧如¹ , 赵微¹

1 山西大同大学炭材料研究所, 大同, 037009; 2 山西大同大学生命科学院, 大同, 037009
作者    通讯作者
《分子植物育种》印刷版, 2021 年, 第 19 卷, 第 4 篇   
收稿日期: 2020年12月08日    接受日期: 2020年12月18日    发表日期: 2021年07月08日

这是一篇采用Creative Commons Attribution License进行授权的开放取阅论文。只要对本原作有恰当的引用，版权所有人允许和同意第三方无条件的使用与传播。

为了研究氧化石墨烯(graphene oxide, GO)的生物效应，从转录水平解析低浓度 GO 促进植物生长的分子机制，本研究以玉米为材料，分析了土壤中施加不同浓度(0, 25, 50, 100, 200 mg/L) GO 溶液 14 d 后的生长表型，筛选到 GO 对玉米生长的最佳的浓度(50 mg/L)，进而利用最佳浓度 GO 处理 48 h 后的根系 mRNA进行转录组测序分析。转录组测序共获得 548 个差异表达基因，其中 194 个上调表达，354 个下调表达。Gene Ontology 富集分析表明 GO 处理导致大量胁迫刺激响应基因的表达变化。在预测与根系生长相关的转录因子中，BRN2 (BEARSKIN2)、NAC2 (NAC domain-containing protein 2)、MYB93 (MYB domain protein 93)和PIF3 (Phytochrome-interacting factor 3)可能是 GO 的响应基因。GO 处理使大量乙烯相关转录因子表达下调，说明 GO 处理可能抑制了体内的乙烯信号通路。在代谢相关基因中，一组木葡聚糖糖基转移酶/水解酶基(XTHs)可能与根系生长相关。本研究为理解 GO 调控植物生长的分子机制提供线索，并为 GO 在农林业领域的应用提供参考。
 

氧化石墨烯；玉米(Zea mays L.)；根系生长；转录组分析