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浮萍响应高浓度铵盐转录组分析

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研究背景
浮萍能生活在高铵盐浓度的水体环境中,但其适应的分子机制还不清楚。本文研究目的就是阐明浮萍适应高浓度铵盐的基因表达调控机制。

实验材料
•三组样本:对照组(NC)、两个NH4+处理组(84mg/L(A84),840mg/L(A840))
•分别用含84mg/L、840mg/L的NH4+的培养液处理浮萍,并测定生理学指标和进行RNA-seq测序分析。


研究结果
1. 浮萍响应高浓度铵盐的生理学反应
生理学指标结果显示,高浓度铵盐处理组活性氧积累,导致机体损伤细胞凋亡。

2. RNA-seq差异基因表达分析及趋势分析
RNA-seq差异基因分析结果显示,与对照组相比,铵盐处理组绝大部分基因表达下调(图A);对14207个差异表达基因进行趋势分析,这些DEGs被分为7类,其中12959个DEGs属于3个显著趋势里(图 BCD)

3. 显著趋势基因的GO/KEGG功能富集分析
对上述3个显著趋势的基因进行GO、KEGG功能富集分析,得到的前20个最富集的代谢通路包括氧化磷酸化、柠檬酸循环、丙酮酸代谢、糖酵解/糖异生等。

4. 氧化相关基因表达模式聚类分析
将氧化相关基因和活性氧清除基因进行表达量聚类和热图分析,发现这些基因在铵盐处理组表达上调,表明了高浓度铵盐可导致ROS累积,并激活了抗氧化酶系统。

实验结论
•通过对高浓度铵盐处理后的浮萍进行生理学指标检测和RNA-seq测序,并进行基因表达差异分析和聚类分析,得出高浓度铵盐处理下浮萍活性氧积累,导致机体损伤细胞凋亡,并激活了抗氧化酶系统。

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