油茶响应不同光照强度的转录组分析_吴杨.pdf

3期839油茶响应不同光照强度的转录组分析吴杨，郑亿磊，罗志强，朱智国，严鑫，王海浪（九江学院江西油茶研究中心，江西九江332005）摘要：【目的】对油茶不同光照强度条件下的转录组进行测序分析，以期解析油茶响应光照环境变化的分子调控网络，为油茶高光效代谢网络构建及其关键基因挖掘提供依据。【方法】在不同光照强度处理下测定油茶叶片光合生理指标，利用高通量测序技术进行转录组测序分析，挖掘光合作用、初级代谢、次级代谢、激素合成相关通路上的差异表达基因（DEGs），并分析其表达特征。【结果】随光照强度减弱，油茶叶片净光合速率、气孔导度和碳含量降低，而胞间CO2浓度、叶绿素a、叶绿素b和氮素含量提高。GO功能注释结果显示，油茶通过上调生物学过程、细胞组成和分子功能相关DEGs的表达来适应弱光环境。Mapman代谢通路富集结果显示，油茶通过上调捕光复合体、电子传递蛋白、碳水化合物分解和氮代谢，下调光呼吸和三羧酸循环通路上DEGs的表达以应对碳同化能力的不足。随光照强度降低，脱落酸（ABA）、油菜素内酯（BR）、生长素（IAA）、茉莉酸（JA）和赤霉素（GA）合成通路上的DEGs上调表达，分裂素（CTK）分解通路上的DEGs下调表达，黄酮类、苯丙烷类、酚类、萜类、生物碱等次级代谢通路上的DEGs下调表达。共鉴定出1372个转录因子，其中家族成员数量最多的转录因子为bHLH和ERF，分别有115个和100个。【结论】油茶光合碳同化能力随光照强度降低而下降。在分子水平上通过上调捕光复合体、电子传递蛋白、碳水化合物分解、氮代谢和各类激素合成，下调呼吸作用和次级代谢途径上的基因表达，以及调控bHLH和ERF两大类转录因子来响应低光照强度环境。关键词：油菜；光照强度；光合作用；转录组；差异表达基因（DEGs）中图分类号：S794.4文献标志码：A文章编号：2095-1191（2023）03-0839-10收稿日期：2022-06-23基金项目：江西省自然科学基金资助项目（20202BABL215003）；江西省教育厅项目（GJJ2201901）第一作者：吴杨（1987-），https:/orcid.org/0000-0001-6750-3479，主要从事作物高效栽培生理研究工作，E-mail：南方农业学报Journal of Southern Agriculture2023，54（3）：839-848ISSN 2095-1191；CODEN NNXAABhttp:/DOI：10.3969/j.issn.2095-1191.2023.03.019Transcriptome analysis of Camellia oleifera in response todifferent light intensitiesWU Yang，ZHENG Yi-lei，LUO Zhi-qiang，ZHU Zhi-guo，YAN Xin，WANG Hai-lang（Institute of Jiangxi Oil-tea Camellia，Jiujiang University，Jiujiang，Jiangxi 332005，China）Abstract：【Objective】To analyze the molecular regulatory network of Camellia oleifera in response to changes inlight intensity environment，and provide a basis for the construction of high-light-efficiency metabolic network and themining of key genes in Camellia oleifera，this study analyzed the transcriptome sequencing of C.oleifera in response todifferent light intensities.【Method】The photosynthetic physiological indexes of C.oleifera leaves were determined underdifferent light intensities.And transcriptome sequencing was performed using high-throughput sequencing technology，and the differentially expressed genes（DEGs）in the pathways related to photosynthesis，primary metabolism，secondarymetabolism and hormone synthesis were discovered and their expression characteristics were analyzed.【Result】With thedecrease of light intensity，the net photosynthetic rate，stomatal conductance and carbon content of C.oleifera leavesdecreased，while the intercellular CO2concentration，chlorophyll a，chlorophyll b and nitrogen contents increased.GOfunction annotation results showed that C.oleifera adapted to low light intensity environment by up-regulating the expres-sion of DEGs related to biological process，cellular component and molecular function.Mapman metabolic pathwayenrichment analysis showed that the C.oleifera up-regulated DEGs expression in light-harvesting complex，electron trans-port protein，carbohydrate decomposition and nitrogen metabolism pathways，and down-regulated DEGs expression inphotorespiration and tricarboxylic acid cycle pathways to cope with the deficiency of carbon assimilation ability.With thedecreasing of light intensity，the DEGs in abscisic acid（ABA），brassinolide（BR），auxin（IAA），jasmonic acid（JA）and gibberellin（GA）synthesis pathways were up-regulated，while the DEGs in mitogen（CTK）decomposition pathwaywere down-regulated.And the DEGs in flavonoids，phenylpropanoids，phenols，terpenoids，alkaloids and other secondarymetabolic pathways were down-regulated.A total of 1372 transcription factors were identified，among which the largest54卷南 方 农 业 学 报 8400引言【研究意义】油茶（Camellia oleifera）广泛栽培于我国长江流域及以南地区，是我国特有的、能自主可控的木本油料作物。茶籽油中以油酸和亚油酸为主的不饱和脂肪酸含量高达90%以上，色清味香，耐储藏，具有极高的食用和工业价值。近年来，受市场需求旺盛、原料供给不足的影响，我国油料（食用油）供需矛盾日益突出，油茶在保障粮油安全中的战略价值再次被重视。当前我国油茶林仍以低产、低质林为主，并且良种繁育和栽培管理技术落后，导致油茶产业水平难以提升。油茶植株具有千花一果、果实发育周期长的特点，但其叶源光合效率相对低下，无法满足植株巨大的养分消耗，生产潜力受到了极大限制。光是驱动作物产量形成的主要生态因子，不仅为植物提供生长所需的能量，还对植物光合生理、代谢生理、形态建成、分子信号转导具有明显的调控作用。油茶在生长发育过程中时刻面临着复杂的光照环境，如午间的高光直射、多云寡照天气，以及枝干互相遮挡所带来的荫蔽。因此，开展不同光照环境下油茶响应不同光照强度环境的转录组分析，对研究油茶光合生产力的调控、探究初级代谢和次级代谢相关途径的分子机制及挖掘调控油茶光合生产力提高的关键代谢通路和关键基因具有重要的意义。【前人研究进展】高通量测序技术是分子生物学研究的重要手段，可全面高效地获取生物体在某一状态下的几乎所有转录本，现已被广泛应用于挖掘植物关键功能基因及抗性生理研究。如Tian等（2020）、关晓溪等（2021）通过转录组测序分析发现，光照强度可显著影响光合天线蛋白、电子转运蛋白、碳固定、叶绿素和类胡萝卜素合成相关基因水平的表达，从而影响植株的光能利用效率和有机质积累。弱光环境下，地黄主要通过调控生长素和乙烯代谢通路来影响叶片的耐阴适应性（李明杰等，2020），而强光条件下，毛竹叶片中光能捕获蛋白相关基因高效表达，NAC、WRKY、bHLH、C2H2、HSF、bZIP和MYB等转录因子通过调控活性氧信号网络来响应强光胁迫（Zhao et al.，2016）。近年来，研究者对光照强度诱导的茶树转录组变化进行了大量研究，研究认为光照强度主要通过改变氨基酸、黄酮、生物碱、糖酵解等代谢通路调控脱落酸、生长素等激素，并通过HY5、MYB和KTN等转录因子相关的基因表达水平来影响茶叶的风味和品质（Wu et al.，2016；Zhang et al.，2017；Ye et al.，2021）。油茶叶片的光合生理特征存在明显的种内差异，并表现出明显的光适应性（吴杨等，2021），例如生长在低光照强度的下油茶具有较高的叶绿素含量，但同时表现出较低的光合速率、电子传递速率和光化学效率（周新华等，2016）。当前油茶光合作用研究已从种质资源筛选和生理生化分析逐渐发展到分子水平，例如王保明等（2019）从油茶中鉴定出了核酮糖1,5-二磷酸羧化酶/氧化酶（Rubisco）的rbcL和rbcS基因；何之龙等（2021）分离克隆出了油茶节律基因LHY。【本研究切入点】植物光合作用十分复杂，仅仅研究叶片的光合生理参数，或单个光合作用关键基因的表达模式并不足以全面揭示限制油茶光合碳同化能力提高的生理机制。若要通过调控叶片光合性能促进油茶增产，还需进一步探究光合作用与其他生物代谢过程之间的互馈调控机制和转录网络。但油茶光合作用相关的转录组学研究还处于起步阶段，光照对油茶生物学过程的分子调控机理尚未见报道，不利于油茶产业的高质量发展。【拟解决的关键问题】测定在不同光照强度处理下油茶叶片光合生理指标，并进行转录组测序分析，挖掘光合作用、初级代谢、次级代谢、激素合成通路上的关键基因，分析其表达特征，为全面剖析油茶的光响应机理及挖掘油茶高光效基因提供理论依据。1材料和方法1.1试验材料供试植株为2年生长林4号油茶苗，由国家油茶科学中心提供。主要试剂：TRIzol Reagent Kit试剂盒购自美国Invitrogen公司。主要设备仪器：GXZ-280E人工气候培养箱（宁波江南仪器厂）、LI-6800XT光合测量仪（LI-COR，美国）、碳氮元素分析仪（Elementar，德国）和Agilgent 2100 Bioanalyzer（Agilent Techno-number of family members were bHLH and ERF with 115 and 100 members，respectively.【Conclusion】The photosyn-thetic carbon assimilation ability of C.oleifera decreases with the decrease of light intensity.C.oleifera responds to lowlight intensity environment by up-regulating DEGs expression in light-harvesting complex，electron transport protein，carbohydrate decomposition，nitrogen metabolism and various types of hormone synthesis，and down-regulating DEGsexpression in respiration and secondary metabolism，and regulating two major transcription factors，bHLH and ERF，atmolecular level.Key words：Camellia oleifera；photosynthesis；light intensity；transcriptome；differentially expressed genes（DEGs）Foundation items：Jiangxi Natural Science Foundation（20202BABL215003）；Jiangxi Provincial Education Depart-ment Project（GJJ2201901）3期841logies，美国）。1.2材料处理利用人工气候箱进行3种不同光照强度处理：高光照强度 450500 mol/（m2s），HL、中光照强度 180200 mol/（m2s），ML 和低光照强度 4550 mol/（m2s），LL。光周期设定为昼12 h/夜12 h，培养温度为昼28/夜22。处理40 d后，各处理选取长势良好、均匀一致的油茶苗15株和9株分别用于光合生理指标测定和转录组测序分析。每3株作为1个生物学重复，测定叶片为枝条顶端完全展开的功能叶片（第23叶）。1.3光合生理指标测定在各处理生长光照强度下，用光合测量仪测得净光合速率、胞间CO2浓度和气孔导度。气体交换参数测量后，将叶片置于65 烘箱内烘干至恒重，粉碎后用元素分析仪进行植株碳、氮养分含量的测定。1.4RNA提取与转录组测序用TRIzol Reagent Kit试剂盒分别提取9份样品总RNA，检测总RNA质量后，委托广州基迪奥生物科技有限公司，利用Illumina HiSeqTM4000平台进行高通量转录组测序。1.5转录组数据组装及功能分析1.5.1转录组数据组装对下机原始序列（Rawreads）利用fastq进行质控，过滤低质量数据得到高质量reads（Clean reads），经Trinity软件组装获得Unige-nes（Grabherr et al.，2011）。1.5.2序列注释和功能分析应用FPKM方法计算Unigenes的表达丰度（Love et al.，2014）。以错误发现率（False discovery rate，FDR）0.05，且差异倍数（Fold Change，FC）2或0.5作为差异表达基因（Dif-ferentially expressed genes，DEGs）的筛选标准。通过 blastx 将 Unigenes 序 列 比 对 到 Nr、Swiss-Prot、KEGG、COG/KOG和GO等蛋白数据库，获取蛋白功能注释信息。将预测的蛋白序列与转录因子（Tran-scription factor，TF）数据库PlantTFDB进行hmmscan比对（Jin et al.，2014），统计TF家族分类。利用Map-man 3.6.0 RC1对DEGs的注释信息进行可视化分析。1.6统计分析采用SPSS 19.0对试验数据进行差异显著性检验，最小显著差数法（LSD）进行多重比较。2结果与分析2.1油茶光合生理指标分析结果随光照强度降低，油茶叶片的净光合速率和气孔导度显著降低（P0.05，下同）（图1）。随光照强度降低，碳同化能力下降，导致LL处理的胞间CO2浓度显著高于HL和ML处理。为积极捕获光能，LL处理下叶绿素含量，特别是叶绿素b含量显著增加。随光照强度降低，叶片氮素含量升高，而碳含量降低，说明低光照强度导致油茶氮代谢增强而碳代谢减弱。2.2油茶转录组测序质量分析结果各样本Clean reads所占比例在99.8%以上，碱基质量超过Q30的比例均在92.40%以上，GC含量均在50.00%左右（表1）。共获得85702条非冗余Unigenes序列，长度为20114605 bp。N50长度为1335 bp，N50基因数量为14561个，所占比例达16.99%（图2-A），测序组装质量较好。将组装出的Unigenes在Nr、Swiss-Prot、COG/KOG和KEGG数据库中进行注释，分别注释到39718、24023、21075和36095个基因（图2-B）。2.3GO功能注释分析结果生物学过程方面，DEGs主要被注释为代谢、细胞、单有机体、生物过程调控、刺激反应和定位，其中并随光照强度降低而多表现为上调。细胞组成方面，DEGs主要被注释为细胞、细胞零件、质膜、质膜零件、细胞器和大分子复合物，其中HL vs ML和MLvs LL比较组中DEGs多表现为下调表达，在HL vsLL比较组中DEGs多表现为上调表达。分子功能方面，DEGs主要被注释为催化活性、结合和转运活性，其中在HL vs ML和HL vs LL比较组中DEGs多表现为上调表达，在ML vs LL比较组中DEGs多表现为下调表达（图3）。2.4Mapman代谢通路可视化分析结果利用Mapman对DEGs进行Overview Metabo-lism代谢图注释和分析，结果如图4和图5所示。不同光照强度处理下，Calvin循环相关DEGs中上调数量与下调数量接近，无明显差异。HL vs LL和MLvs LL比较组中，光合系统中捕光复合体和电子传递蛋白相关DEGs多表现为上调表达，光呼吸相关DEGs多表现为下调表达；主要碳水化合物（Carbo-hydrates，CHO）代谢途径中淀粉合成相关DEGs多表现为下调表达，而淀粉与蔗糖降解相关DEGs则多表现为上调表达；次要CHO代谢途径中棉子糖相关DEGs多表现为下调表达，海藻糖相关DEGs多表现为上调表达；细胞壁和核苷酸代谢途径相关DEGs多表现为上调表达；谷胱甘肽和抗坏血酸盐相关DEGs多表现为下调表达。而HL vs ML比较组在上述途径中DEGs的富集数量较少，表达差异也较小。氮代谢和氨基酸代谢相关DEGs在HL vs LL和吴杨等：油茶响应不同光照强度的转录组分析54卷南 方 农 业 学 报 842ML vs LL比较组中多表现为下调表达，在HL vs ML下多表现为上调表达。HL vs ML和HL vs LL比较组中脂质代谢途径相关DEGs多表现为上调表达，四吡咯合成相关DEGs多表现为下调表达。HL vs LL比较组中，TCA循环相关DEGs主要表现为下调表达，而HL vs ML比较组在TCA循环通路上没有DEG富集，ML vs LL比较组中，在TCA循环通路上仅有1个DEGs富集。随光照强度降低，胼胝质相关DEGs均表现为下调表达，糖酵解、发酵作用、糖异生、氧化磷酸化、线粒体电子传递/ATP合成和硫同化途径相关DEGs主要表现为上调表达；次级代谢，包括苯丙烷类，黄酮类、简单酚类、类异戊二烯（萜类）、生物样本SampleHL-1HL-2HL-3ML-1ML-2ML-3LL-1LL-2LL-3Raw reads（条）502316144396089844176534445241884166663839781094425426724100747244545226Clean reads（条）501678524390550044113310444551384160747239701810424578464093118244462390Clean reads比例（%）Clean reads proportion99.8799.8799.8699.8499.8699.8099.8099.8199.81Q30以上的比例（%）Above Q30 proportion94.0594.1393.7493.6793.2492.4892.7092.7292.70GC含量（%）GC content46.7746.6646.6446.3147.2147.0746.5546.6346.62表 1油茶转录组测序质量相关参数分析Table 1Quality related parameters analysis of C.oleifera transcriptome sequencing dataHL-1、HL-2和HL-3表示HL处理的3个重复；ML-1、ML-2和ML-3表示ML处理的3个重复；LL-1、LL-2和LL-3表示LL处理的3个重复HL-1，HL-2 and HL-3 represented three replicates for high light treatment（HL）；ML-1，ML-2 and ML-3 represented three replicates for medium lighttreatment（ML）；LL-1，LL-2 and LL-3 represented three replicates for low light treatment（LL）图 1光照强度对油茶光合生理指标的影响Fig.1Effects of light intensity on photosynthetic physiology indexes of C.oleifera不同小写字母表示差异显著（P0.05）Different lowercase letters indicated significant difference（P0.05）净光合速率 mol/CO(ms）Net photosynthetic rate处理 Treatment处理 Treatment处理 Treatment处理 Treatment处理 Treatment处理 Treatment处理 Treatment处理 Treatment43210abcabaabcabcabcabcabababc50040030020010000.100.080.060.040.020.002502001501005002001501005001.20.90.60.30.048474645100806040胞间CO2浓度（umol/mol）Intercellular CO2concentration气孔导度mol/(ms）Stomatal conductance叶绿素a含量（mg/m2）Chlorophyll a content叶绿素b含量（mg/m2）Chlorophyll b content氮含量（%）Nitrogen content碳含量（%）Carbon content碳氮比Ratio of carbon/nitrogenHLMLLL净光合速率 mol/(ms）Net photosynthetic rate处理 Treatment处理 Treatment处理 Treatment处理 Treatment处理 Treatment处理 Treatment处理 Treatment处理 Treatment43210abcabaabcabcabcabcabababc50040030020010000.100.080.060.040.020.002502001501005002001501005001.20.90.60.30.048474645100806040胞间CO2浓度（mol/mol）Intercellular CO2concentration气孔导度mol/(ms）Stomatal conductance叶绿素a含量（mg/m2）Chlorophyll a content叶绿素b含量（mg/m2）Chlorophyll b content氮含量（%）Nitrogen content碳含量（%）Carbon content碳氮比Ratio of carbon/nitrogenHLMLLLHLMLLLHLMLLLHLMLLLHLMLLLHLMLLLHLMLLLHLMLLL3期843碱、硫代葡萄糖苷途径相关DEGs明显下调。2.5激素代谢通路分析结果对激素代谢通路上的关键DEGs进行分析，结果如图6所示。随光照强度降低，脱落酸（ABA）合成通路上的9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶基因（NCDE）表现为上调表达，而分解通路上-葡萄糖基转移酶基因（AOG）和脱落酸8-羟化酶基因（CYP707A）表现为下调表达；茉莉酸（JA）合成通路上脂氧合酶基因（LOX）和氢过氧化物脱水酶基因（AOS）表现为上调表达，而12-氧-植物二烯酸还原酶基因（OPR）表现为下调表达，分解通路上 茉莉酸O-甲基转移酶基因（JMT）表现为下调表达；赤霉素（GA）合成通路上GA20-氧化酶基因（GA20ox）表现为上调表达，而分解通路上赤霉素2-双加氧酶基因（GBox）表现为下调表达；油菜素内酯（BR）合成通路上3-epi-6-脱氧油菜素甾酮23-单加氧酶基因（CYP90C1）和香蒲甾醇/蒲甾醇2-羟化酶基因（CYP92A6）分别表现为上调表达和下调表达，而分解通路上光敏色素B激活标签的抑制蛋白基因（BAS1）的表达模式没有表现出规律性。HL vs ML比较组中，分裂素（CTK）分解通路上UDP-葡萄糖基转移酶基因（UGT）和顺式玉米素O-葡萄糖基转移酶基因（CGT）下调表达，生长素（IAA）合成通路上乙醛脱氢酶基因（ALDH）上调表达（图6）。LOX基因在HL vs ML、HL vs LL和MLvs LL比较组中上调差异倍数分别达253.33、1706.67和6.74，其表达受光照强度影响最大。2.6转录因子鉴定及分析结果由图7可知，共鉴定出1372个转录因子，隶属于54个转录因子家族，其中家族成员数量最多的转录因子为bHLH和ERF，分别有115个（占8.38%）和100个（占7.29%），其次为C2H2、MYB、WRKY、bZIP、NAC、MYB related、GRAS和FAR。这些转录因子将是后续研究油茶光合性能的重点。3讨论光照强度不足会限制植物的光合碳同化能力（Valladares and Niinemets，2008）。油茶叶片净光合速率和气孔导度均在弱光处理下显著降低，但叶素绿含量显著提高，以增强对光能的捕获（周振翔等，2016）。本研究转录组分析结果表明，油茶能明显上调光系统中捕光复合体和电子传递蛋白相关DEGs的表达以应对低光照强度环境，但不同光照强度处理下，Calvin循环相关DEGs的表达没有明显规律。低光照强度明显诱导了淀粉合成和胼胝质相关DEGs下调表达，淀粉与蔗糖降解、糖酵解、发酵作用、糖异生、氧化磷酸化和线粒体电子传递/ATP合成相关DEGs上调表达，光呼吸和TCA循环相关DEGs下调表达，说明油茶在碳同化能力不足时，一方面增强碳水化合物的分解，一方面降低呼吸作用来维持植株的生命活动。此外，氮代谢和氨基酸代谢相关DEGs在HL vs LL和ML vs LL对照组中多表现为下调表达，在HL vs ML对照组中多表现为上调表达，表明油茶在中光照强度条件下会增强氮代谢强度以应对碳源的不足，而过低的光照强度不仅会导致碳代谢强度下降，也将限制氨基酸代谢，不利于维持碳氮代谢的平衡。海藻糖和棉子糖不仅是植物的碳源，在抵御非生物逆境过程中也发挥重要角色。低光照强度处理下，棉子糖相关DEGs多表现为下调表达，海藻糖相关DEGs多表现为上调，说明海藻糖是油茶调控碳分配，抵抗光逆境的重要物质，与Liang等（2020）在玉米上的研究结果类似。不同植物对光照强度的响应不同，使得次级代谢和激素代谢相关基因的表达模式呈复杂的变化规律（Yang et al.，2018；吴晓颖等，2021；Ye et al.，2021）。例如，黄酮作为响应光照环境变化的重要次级代谢产物，当光照强度不足时，茶树黄酮代谢途径长度（bp）LengthDEGs数量 Number of DEGs15000100005000020151050比例 Percentage比例（%）Percentage250300350400500600700800900100011001200130014001500160017001800190020003000400050006000700080001000015000数量 NumberAB图 2Unigenes长度分布图（A）和数据库注释维恩图（B）Fig.2Unigenes length distribution（A）and database annotation Venn diagram（B）吴杨等：油茶响应不同光照强度的转录组分析54卷南 方 农 业 学 报 844图 3不同光照强度下油茶DEGs的GO功能注释分析结果Fig.3GO functional annotation analysis results of DEGs inC.oleiferaunder different light intensities生物学过程 Biological process细胞组成 Cellular component分子功能 Molecular functionHL vs MLHL vs LLML vs LL生物学过程 Biological process细胞组成 Cellular component分子功能 Molecular function生物学过程 Biological process细胞组成 Cellular component分子功能 Molecular functionDEGs数量 Number of DEGsDEGs数量 Number of DEGsDEGs数量 Number of DEGs25020015010050035030025020015010050060504030201003期845图 4不同光照强度下油茶DEGs的Mapman代谢通路注释分析Fig.4Annotation analysis of Mapman metabolic pathways in C.oleifera DEGs under different light intensities各条目前面的数字为Mapman代谢通路的注释编号Numbers before each item presented the annotation number in Mapman metabolic pathways上的关键DEGs下调表达（Ye et al.，2021），而樱桃则表现为上调表达（Tian et al.，2020）。本研究结果表明，除黄酮类、苯丙烷类物质代谢途径外，简单酚类、类异戊二烯（萜类）、生物碱、硫代葡萄糖苷等次级代谢通路中的DEGs在光照强度降低后均下调表达。光照强度明显影响了油茶ABA、GA、BR、JA、CTK和IAA的合成与分解代谢通路。其中，LOX为JA合成通路上关键基因，在光照强度减弱后上调幅度最大，推测是油茶响应低光照强度环境的重要因子。在荫蔽条件下，有限的资源被重新分配，植物通过调控各类激素的代谢，会从防御转向快速伸长（de Wit etal.，2013）。在HL vs ML比较组中，CTK分解通路上关键DEGs即UGT和CGT表达下调，IAA合成通路上关键DEGs即ALDH表达上调，说明中光照强度可能有利于促进油茶叶片生长或扩展，以接受更多光能。转录因子在植物光信号转导和基因表达调控中发挥重要作用。本研究共鉴定出1372个转录因子，隶属于54个转录因子家族，其中家族成员数量最多的转录因子为bHLH（占8.38%）和ERF（占7.29%），而不是数量最庞大的MYB转录因子。已有研究表明，bHLH转录因子通过生物钟组成结构域调控对光的反应和相互作用，响应JA、GA和BR信号转导途径，参与调控多种次级代谢产物（如萜类、生物碱、苯丙素、花青素等）的生物合成，在调节植物逆境中起至关重要的作用（Sheng et al.，2022）。ERF参与调节SA、JA和CKT信号通路，在叶片生长和衰老中发挥重要的调控作用。ERF可通过调节生物胁迫与非生物胁迫等抗逆相关基因的表达，增强植物抵御逆境的抗性（张雪莹和刘欣，2022）。这与本研究结果相呼应，即油茶主要通过调控bHLH和ERF这两大类转录因子，调控各类激素代谢通路，影响次级代谢物合成，提高对弱光的耐受性。4结论油茶光合碳同化能力随光照强度降低而下降。在分子水平上通过上调捕光复合体、电子传递蛋白、碳水化合物分解、氮代谢和各类激素合成，下调呼吸作用与次级代谢途径上的基因表达，以及调控bHLH和ERF两大类转录因子来响应低光照强度环境。DEGs个数 Number of DEGsMapman代谢通路 Mapman metabolic pathway上调 Up下调 Down0 5 10 15 20 250 20 40 60 8002040 60HL vs MLHL vs LLML vs LL吴杨等：油茶响应不同光照强度的转录组分析54卷南 方 农 业 学 报 846图 5不同光照强度下油茶DEGs的Mapman可视化分析Fig.5Mapman visualization analysis in C.oleifera DEGs under different light intensities色块颜色表示处理间差异表达基因的log2Fold Change值大小The color blocks represented log2Fold Change values of differentially expressed genes between treatments3期847参考文献：关晓溪，隋常玲，陈瑶，周纯.2021.烟草幼苗响应弱光胁迫的转录组分析 J.基因组学与应用生物学，40（1）：315-324.Guan X X，Sui C L，Chen Y，Zhou C.2021.Tran-scriptome analysis of response of tobacco seedlings tolow light stressJ.Genomics and Applied Biology，40（1）：315-324.doi：10.13417 j.gab.040.000315.何之龙，张震，许彦明，王瑞，王湘南，陈永忠.2021.油茶节律基因LHY的克隆及其在外源激素处理下对光合作用的影响 J.经济林研究，39（4）：1-9.He Z L，Zhang Z，Xu YM，Wang R，Wang X N，Chen Y Z.2021.Cloning of cir-cadian clock gene LHY and its effect on photosynthesisunder exogenous hormone treatment in Camellia olei