轉錄組和蛋白質組關聯分析解析巴西蕉幼苗響應低溫的分子機制

林蔚，吳水金，李躍森

轉錄組和蛋白質組關聯分析解析巴西蕉幼苗響應低溫的分子機制

林蔚，吳水金，李躍森

福建省農業科學院亞熱帶農業研究所，福建漳州 363005

【目的】低溫是導致香蕉減產的主要自然災害之一。基于轉錄組與蛋白質組關聯分析參與香蕉抗寒的相關基因、蛋白及信號、代謝通路調控網絡，探討香蕉抗寒的分子機制。【方法】以巴西蕉為試材，在7 ℃低溫下處理1 d（Cold1）和3 d（Cold3），以28 ℃培養的巴西蕉為對照（CK），基于筆者課題組前期獲得的蛋白質組數據，利用轉錄組測序技術檢測巴西蕉在低溫脅迫下基因調控網絡的變化，同時與蛋白質組學數據進行關聯分析，共同解析巴西蕉響應低溫脅迫的分子機制。【結果】轉錄組分析結果顯示，Cold1 vs CK、Cold3 vs CK和Cold1 vs Cold3三個對比組分別鑒定出11 370、15 460和9 619個差異表達基因，對這些基因的KEGG富集分析發現，差異表達基因在光合作用信號、谷胱甘肽代謝、-亞麻酸代謝途徑和苯丙素生物合成等多個低溫脅迫關鍵信號代謝通路中富集。對部分差異表達基因進行實時熒光定量（qRT-PCR）分析，其中DREB、MAPK和MYB等低溫調控關鍵基因的表達量在低溫處理后顯著上升，所選20個基因的表達變化趨勢與RNA-seq基本相符，證實了RNA-seq的準確性。轉錄組與蛋白質組關聯分析結果顯示，共鑒定到6 211個與轉錄本相對應的蛋白，轉錄組與蛋白質呈現正相關關系，共有105個轉錄本及其對應的蛋白表達量共同上調，有218個轉錄本及其對應的蛋白表達量共同下調。GO富集分析顯示，差異表達基因和蛋白在光響應、葉綠體、氧化還原酶活性等功能大量富集。此外，對差異表達基因和蛋白KEGG通路的關聯分析發現，低溫處理抑制了苯丙素生物合成和光合作用信號途徑相關基因及蛋白的表達，促進了-亞麻酸代謝和谷胱甘肽途徑的表達。【結論】運用轉錄組結合蛋白質組學技術繪制了基因和蛋白質水平上的香蕉抗寒調控網絡，并發現香蕉響應低溫的信號通路主要涉及光合作用信號、谷胱甘肽代謝、-亞麻酸代謝途徑和苯丙素生物合成等途徑。

香蕉；低溫脅迫；轉錄組；蛋白質組；關聯分析

0 引言

【研究意義】巴西蕉（Cavendish cv. Baxi）屬于芭蕉科芭蕉屬，是中國南方四大水果之一[1]。香蕉喜高溫高濕，因此，我國的香蕉主要產區多位于南亞熱帶地區，如福建、廣西、云南等省（區）[2]。低溫是影響果樹分布、產量、品質的主要環境因素之一，而大多數香蕉主栽品種對于低溫脅迫十分敏感，耐冷性普遍較差，當氣溫低于10 ℃時生長就會受阻，當溫度下降到5 ℃時植株就會呈現葉片發黃的冷害反應，溫度低于2 ℃則會致死[3-4]。因此，深入探究香蕉苗期抗寒分子基礎及響應機制，可以為后續香蕉的抗寒育種提供理論基礎。【前人研究進展】低溫脅迫對植物各個器官的生長發育都會造成嚴重影響，能夠抑制根的生長，降低根分生組織細胞延伸率[5]；此外，隨著溫度的降低，根系對水分的吸收能力也會受到影響，進而影響植物的水分狀況及光合作用強度[6-7]。葉片對低溫的響應也不僅僅是表觀的褐化和卷曲，還表現在葉綠體超微結構的改變，進而影響葉綠素的合成及光合作用功能[8]。植物對低溫的感知主要依賴于質膜和內質網的G-蛋白信號調節器，通過激活Ca2+通道，改變植物中的Ca2+濃度來接收低溫信號[9]。植物對低溫信號的傳導及響應主要是通過冷脅迫反應原件結合因子（C-repeat/dehydration- responsive element binding factor，CBF）途徑實現，在低溫脅迫中，CBF被激活，進而調控下游抗寒及冷馴化相關基因（cold-regulated or cold-responsive gene，COR）[10]。香蕉對低溫敏感，其抗寒分子機制研究較多，耿小慧[11]對巴西蕉鈣離子通道CNGC基因家族進行全基因組鑒定，共發現17個CNGC家族成員，且大部分CNGC家族成員的表達在低溫脅迫下呈現下調趨勢。劉嘉鵬[12]利用轉錄組分析了褪黑素和低溫聯合處理后的巴西蕉幼苗，發現褪黑素主要通過影響植物激素信號傳導、MAPK信號途徑和苯丙烷生物合成等途徑相關基因的表達來提高香蕉的抗寒性。Gao等[13]利用酵母雙雜驗證大蕉MaICE1與MaMAPK3互作，且沉默MaMAPK3后，會顯著降低大蕉MaICE1的表達，從而使其抗寒性下降。Lin等[14]利用Western blot檢測發現低溫處理1 d后，巴西蕉葉片中的泛素化程度上升，結合泛素修飾組分析結果，發現泛素化修飾在巴西蕉響應低溫脅迫中發揮重要作用。【本研究切入點】組學技術在分析植物基因或蛋白整體表達上具有巨大的優勢，但單一的組學對深入剖析生物學現象的機制、機理具有一定的局限性。因此，有必要利用多組學關聯分析探究機理，得到更完整的表達信息。筆者課題組在前期研究中，已利用非標定量法蛋白質組學技術對巴西蕉幼苗在低溫脅迫下的蛋白表達情況進行了分析。【擬解決的關鍵問題】以主栽品種巴西蕉幼苗為試材，在7 ℃低溫分別處理1 d、3 d后取葉片進行轉錄組測序。深入研究巴西蕉低溫脅迫下的基因表達模式，并且與前期獲得的巴西蕉低溫脅迫蛋白質組學數據關聯分析，以全面地了解巴西蕉響應低溫的調控網絡和表達模式。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗以巴西蕉為材料，于2022年在福建省農業科學院亞熱帶農業研究所進行。選擇培養至生長狀態基本一致的“五葉一心”香蕉幼苗，并在培養箱中以12 h白天/12 h黑夜（28 ℃）、光強240 μmol?m-2?s-1，濕度70%的條件下緩苗一周，以28 ℃培養的香蕉幼苗為對照組，以7 ℃處理1 d、3 d為處理組（分別記為Cold1、Cold3），每個時間點重復采集5株香蕉幼苗的第一和第二片幼葉，切碎后混合，3次生物學重復。所有樣品在液氮中快速冷凍，并在-80 ℃下儲存。

1.2 轉錄組測序

利用MJZol total RNA提取試劑盒（上海美吉生物醫藥科技有限公司）對7 ℃處理1 d、3 d及對照組的香蕉葉片共9個樣品（每組3個重復）中的總RNA進行抽提，1%瓊脂糖凝膠電泳檢測組織總RNA完整性（RNA integrity，RIN），RIN≥8。委托上海美吉生物醫藥科技有限公司基于Illumina平臺建庫測序并對原始數據去冗余過濾。

1.3 數據分析

1.3.1轉錄組數據分析 利用HiSat2軟件將質控后的原始數據（clean data）以香蕉基因組（NCBI，ASM31385v2）為參考基因組進行比對，使用RSEM軟件對基因和轉錄本的表達水平進行分析，使用R語言軟件的DESeq2包分析基因差異表達顯著性（篩選標準：FDR＜0.05，|Log2FC|≥1）。在GO和KEGG數據庫中對差異表達基因進行富集分析，基于FPKM值計算基因表達量，篩選巴西蕉響應低溫脅迫的差異表達基因（DEG）。使用R語言軟件的ggplot2包繪制基因統計柱狀圖、火山圖、氣泡圖、GO及KEGG富集圖。

1.3.2 轉錄組與蛋白質組關聯分析 基于轉錄組數據和前期獲得的蛋白質組數據（登錄號：PXD041481，蛋白提取、分解、檢測等方法詳見文獻[14]），進行兩組學間的鑒定、定量比較分析。將差異表達的基因和蛋白（FDR＜0.05、|Log2FC|≥1）作為分析目標，統計分析轉錄組數據和蛋白質組數據之間的相關性，使用R語言軟件的ggplot2包繪制基因、蛋白的相關性分析、韋恩圖、GO和KEGG富集，了解低溫脅迫下各差異表達基因和蛋白的富集情況。

1.4 qRT-PCR驗證

為驗證轉錄組測序的準確性，本研究選擇了20個差異表達的低溫相關基因進行熒光定量PCR驗證。基于基因組數據庫獲得的基因全長信息，使用Primer 5.0設計熒光定量特異引物（表1），內參基因為，qRT-PCR試劑盒（湖南艾科瑞生物工程有限公司）反應體系包括10 μL 2×SYBR Green Pro Tap HS premix，1 μL上、下游引物，1 μL稀釋后的cDNA模板（100 ng?μL-1），無菌水補充至20 μL，反應步驟：95 ℃變性30 s，95 ℃退火5 s，60 ℃延伸20 s，40個循環。以2-△△CT[15]計算差異表達基因的相對表達量。

2 結果

2.1 數據質控及序列比對分析

對巴西蕉低溫處理及對照共9個樣本進行轉錄組測序（表2），對獲得的原始數據（raw reads）過濾去冗余后，得到總數為63.1 Gb的clean reads，各樣品clean data均達到6.35 Gb以上，錯誤率僅為0.02%左右，Q20堿基百分比均在97.06%以上，Q30堿基百分比在91.83%以上，GC含量均在50%左右。以上指標數據說明巴西蕉葉片測序質量良好，可進行下一步分析。轉錄組所用參考基因為小果野蕉基因組（NCBI，ASM31385v2），將過濾后的clean data與基因組數據進行對比分析（表3），結果顯示序列對比率均高于88%，此外還統計了多方比對（在參考序列上有多個比對位置的clean reads）和唯一比對（在參考序列上有唯一比對位置的clean reads數目）。

2.2 基因差異表達分析

進一步對CK、Cold1和Cold3組間的DEGs數量進行統計分析。結果顯示，Cold1 vs CK的DEGs共有11 370個，其中6 231個DEGs上調（54.8%），5 139個DEGs下調（45.2%）；Cold3 vs CK的DEGs共有15 460個，其中7 889個DEGs上調（51%），7 571個DEGs下調（49%）；Cold1 vs Cold3的DEGs共有9 619個，其中4 640個DEGs上調（48.2%），4 979個DEGs下調（51.8%）（圖1）。

表1 qRT-PCR引物序列信息

表2 轉錄組測序數據質控分析

表3 基因組對比結果

圖1 差異表達基因統計圖

2.3 差異表達基因GO、COG富集分析

對Cold1 vs CK、Cold3 vs CK和Cold1 vs Cold3三個對比組的DEGs進行GO聚類分析，分別有11 370、15 460和9 619個DEGs在GO不同功能節點上富集，分布在分子功能、細胞組分和生物過程3個大類中（圖2）。其中生物調節、代謝過程和細胞過程在生物過程組分中是排名前3的亞類；細胞器、細胞膜部分和細胞部分在細胞組分中是排名前3的亞類；轉錄調節活性、催化活性和結合活性在分子功能組分是排名前3的亞類。以上結果說明巴西蕉幼苗在低溫脅迫下發生了復雜的新陳代謝和酶促反應。將3個對比組的DEGs與COG數據庫進行對比分析，預測基因功能并分類統計（表4），結果表明轉錄類所占比例最大，其次是翻譯后修飾和信號傳導機制。

表4 差異表達基因的COG注釋分類情況

2.4 差異表達基因KEGG富集分析

為了進一步探索巴西蕉在低溫脅迫下的代謝途徑變化，將低溫處理組與對照組的DEGs及KEGG數據庫進行對比分析（表5），同時利用氣泡圖展示DEGs在KEGG途徑中的富集情況（圖3）。結果顯示，在Cold1 vs CK、Cold3 vs CK和Cold1 vs Cold3這3個對比組中，DEGs主要富集在光合作用、植物病原體相互作用、植物激素信號傳導、MAPK信號通路、苯丙素生物合成、谷胱甘肽代謝和-亞麻酸代謝等途徑，其中許多代謝通路與低溫脅迫有關。

圖2 差異表達基因GO功能分類

2.5 轉錄組qRT-PCR驗證

為了驗證轉錄組數據的準確性，對20個低溫脅迫相關DEGs進行qRT-PCR驗證，結果表明這20個基因在香蕉低溫脅迫中的變化趨勢與轉錄組的測序結果基本相符（圖4），說明轉錄組數據較為可靠。

2.6 轉錄組與蛋白質組關聯分析

前期研究中，課題組利用蛋白質組測序對巴西蕉葉片在低溫脅迫中的蛋白質豐度變化進行了分析，共鑒定到6 223個蛋白，為了統計鑒定到的蛋白與mRNA之間的交叉情況，將蛋白ID與轉錄本ID進行比對，共鑒定到6 211個與轉錄本ID相對應的蛋白。轉錄組與蛋白組之間除了一對一的相互關系外，還存在其他更為復雜的調控關系，統計分析基因及其對應的蛋白表達量并繪制散點圖（圖5-A），結果顯示轉錄組和蛋白質組之間呈正相關關系（=0.17）。以Log2FC＞1且＜0.05為顯著差異表達上調，|Log2FC|≥1且＜0.05為顯著差異表達下調作為篩選條件，比較轉錄組和蛋白質組中差異表達的轉錄本和蛋白個數分布情況（圖5-B）。結果顯示，巴西蕉在低溫脅迫時，葉片轉錄組中表達上調的基因數量多于下調的基因數量，而在蛋白質組中表達上調的蛋白質數量與表達下調的蛋白質數量相差不大。為了直觀比較DEPs與DEGs的交叉情況，利用韋恩圖對交叉情況進行分析（圖5-C），結果顯示有105個轉錄本及其對應的蛋白表達量共同上調，有218個轉錄本及其對應的蛋白表達量共同下調。

為了比較分析各差異表達基因和蛋白的功能，通過GO功能富集分析對與DEGs表達趨勢相同的DEPs進行分析，如圖6所示，當DEGs和DEPs共同上調時，其功能主要富集在一元羥酸代謝過程、線粒體、葉綠體、質體、氧化還原酶活性和離子結合等；當DEGs和DEPs共同下調時（圖7），其功能主要富集在對光的響應、葉綠體、葉綠素、質體、蛋白質結構特異性結合以及氧化還原酶活性等；為了關聯分析DEGs-DEPs在各信號和代謝通路上的聯系，通過值來比較這些KEGG通路在不同基因和蛋白分類下的富集程度，采用熱圖的形式可視化展示結果（圖8）。結合圖3篩選的低溫脅迫相關代謝通路進行對比分析，發現苯丙素生物合成（map00940）、光合作用信號途徑（map00195，map00196）這兩個通路的相關基因和蛋白的表達量在低溫處理后均下調；而-亞麻酸代謝（map00592）的相關基因和蛋白的表達量在低溫處理后均上調；另外2種代謝通路的DEGs和其對應蛋白的表達變化不一致，如谷胱甘肽途徑（map00480）的相關基因表達量在低溫處理后產生上調或下調的變化，而其相關蛋白的表達量普遍升高。

A: Cold1 vs CK; B: Cold3 vs CK; C: Cold1 vs Cold3

表5 部分差異表達Unigene的代謝通路

圖4 qRT-PCR驗證結果

A：轉錄本與其對應蛋白表達量相關性分析；B：差異表達轉錄本與蛋白質分布統計圖；C：差異表達蛋白與轉錄本比較分析韋恩圖

圖6 與DEGs共同上調的DEPs的GO富集分析

圖7 與DEGs共同下調的DEPs的GO富集分析

圖8 基于KEGG通路的DEGs-DEPs關聯分析

3 討論

3.1 低溫脅迫影響香蕉葉片基因與蛋白表達

蛋白質合成、降解等代謝過程在植物響應低溫脅迫中起著重要作用[16]，本研究中，鑒定到了大量的DEGs和DEPs，表明低溫處理使巴西蕉葉片中大量基因和蛋白的表達水平產生了顯著變化。分析結果顯示，DEGs和DEPs表達一致的共有323對，另外有148對呈負相關關系，此外還有大量的基因表達無顯著差異而蛋白表達差異顯著或蛋白表達無顯著差異而基因表達差異顯著的情況，其原因可能是細胞中的蛋白質豐度受多種因素的影響和控制，如蛋白質的翻譯水平、半衰期、合成速率和數量，都會導致蛋白質豐度與mRNA的顯著差異；此外，翻譯效率、技術平臺成熟度和測序方法之間的差異可能導致相關性較低[17-18]。

3.2 低溫脅迫影響光合作用信號

光合作用信號途徑與冷脅迫之間存在著復雜的互作關系[19-20]。在低溫條件下，生物體內的光合作用電子傳遞和碳固定的效率會降低，從而抑制其吸收光的能力[20]。此外，光合作用電子傳遞能力的下降也是導致光抑制和氧自由基增加的主要原因[21]。本研究中，低溫處理后，當DEGs和DEPs共同下調時，其功能在光響應、葉綠素和葉綠體方面大量富集，且光合作用信號途徑相關基因和蛋白的表達量都下降，光合生物中的碳固定相關基因表達量下降，說明低溫處理抑制了香蕉葉片的光合作用，進而對香蕉的正常生長產生影響。

3.3 低溫脅迫對谷胱甘肽代謝的影響

在植物中，谷胱甘肽巰基轉移酶基因超家族（GSTs）根據序列相似性、免疫學活性和結構構象被分為11個亞類，其中Tau、Phi、DHAR和Lambda 4個亞類為植物中特有[22]，能夠有效緩解植物在非生物脅迫中如低溫脅迫、鹽脅迫造成的氧化損傷[23-25]。而不同植物物種響應低溫脅迫的GST亞類也不同，如擬南芥中的Tau[26]、茄屬植物中的Phi[27]、水稻中的Zeta[28]等。在本研究中，通過關聯分析鑒定到了許多差異表達的GST基因和蛋白，主要為Tau亞類（LOC103997659，LOC103997954）、Phi亞類（LOC103971959，LOC103981216，LOC103982403）、Zeta亞類（LOC103989353，LOC103995971）和Theta亞類（LOC103973270，LOC103973269）。本研究發現，冷處理3 d的谷胱甘肽代謝途徑較1 d的更活躍，而其他4種信號代謝通路上兩個處理的差異基因表達情況基本相同，說明谷胱甘肽代謝途徑在香蕉響應低溫脅迫有一定的滯后性，隨著低溫時間的增加而逐漸活躍。關聯分析的KEGG富集結果顯示（圖8），低溫處理后激活了谷胱甘肽代謝途徑（map00480）相關蛋白的表達，說明谷胱甘肽代謝途徑在香蕉響應低溫脅迫中發揮重要作用。

3.4 低溫脅迫對α-亞麻酸代謝的影響

-亞麻酸是多元不飽和脂肪酸，與植物抗氧化能力密切相關，是脂質代謝的重要組成部分，對植物抵御低溫脅迫起著重要的作用[29-30]。植物在應對非生物脅迫時，通過釋放-亞麻酸代謝來維持細胞膜的流動性，同時在膜脂和膜蛋白的相互作用下抵御不良環境造成的影響[31]。本研究中，當DEGs和DEPs共同下調時，在亞麻酸脂氧合酶方面富集，說明低溫處理對亞麻酸屬不飽和脂肪酸的催化能力降低，增加了其在香蕉葉片中的含量；同時，低溫處理后有許多差異表達基因和蛋白在-亞麻酸代謝途徑中富集（map00592），且無論是基因還是其對應的蛋白表達量均上調，說明低溫誘導了-亞麻酸的合成及其代謝途徑。-亞麻酸還與茉莉酸（JA）生物合成密切相關，通過脂質代謝途徑誘導JA的合成[32]，研究表明，JA能夠減輕番茄低溫誘導的氧化脅迫[33]。本研究通過關聯分析鑒定到3個參與JA生物合成途徑的差異表達基因和蛋白，包括2個3-酮酰基-CoA硫解酶（LOC103973111，LOC103985063）和4-雙酸輔酶A連接酶（LOC103994510），且這3個差異基因和蛋白的表達量在低溫處理后均上調，說明香蕉在遭受低溫脅迫后，通過對-亞麻酸及JA合成途徑的調節改變葉片中的脂質組成成分及相關植物激素的含量，以抵御低溫環境。

3.5 低溫脅迫對苯丙素生物合成的影響

苯丙素類物質是植物體內重要的代謝產物，當植物受到非生物脅迫時，在體內快速積累黃酮與類黃酮化合物，清除植物體內自由基，緩解脅迫對植物造成的損害[34]。PAL是酚類化合物合成途徑中的第一個關鍵酶，促進L-苯丙氨酸催化轉化為反式肉桂酸，而后與4CL共同作用合成4-香豆酰輔酶A，在植物冷脅迫中發揮重要作用[35-37]，而CHI主要通過催化查爾酮轉化為黃烷酮來提高植株的抗逆性[38]。本研究對苯丙氨酸解氨酶、4-香豆酸:輔酶A連接酶和查爾酮異構酶這幾個苯丙素代謝途徑關鍵酶[39]進行關聯分析。其中，在低溫處理后，PAL（LOC103985827）和4CL（LOC103994510）基因及其對應的蛋白表達量均上升，還鑒定到兩個顯著上調的CHI蛋白，但其對應的基因表達一個下調（LOC103981836），另一個無顯著差異（LOC103972228），推測低溫誘導并增加了這些苯丙素代謝途徑關鍵酶的活性，在香蕉抵御低溫脅迫中發揮作用。

4 結論

低溫處理改變了巴西蕉葉片中基因的表達水平，GST基因家族、MAPK基因家族和DREB等低溫調控關鍵基因的表達量在低溫處理后顯著上調。結合蛋白質組學進行關聯分析發現，低溫處理后巴西蕉葉片中的DEPs和DEGs呈正相關關系，其基因功能主要富集于線粒體、光的響應和氧化還原酶活性等。此外，對篩選出的低溫脅迫關鍵信號通路進行關聯分析發現，苯丙素生物合成和光合作用信號途徑這兩個通路的相關基因和蛋白表達量在低溫處理后均下調，而-亞麻酸代謝的相關基因和蛋白的表達量在低溫處理后均上調，推測這些通路中的基因和蛋白表達量的變化是造成巴西蕉對低溫敏感的重要原因。

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Transcriptome and Proteome Association Analysis to Revealthe Molecular Mechanism of Baxi Banana Seedlings in Response to Low Temperature

LIN Wei, WU ShuiJin, LI YueSen

Subtropical Agriculture Research Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Zhangzhou 363005, Fujian

【Objective】 Low temperature is a significant natural disaster that affects banana production. In this study, based on transcriptome and proteome association analysis, the regulatory network of genes, proteins, signals and metabolic pathways involved in banana cold resistance was investigated. The aim was to explore the molecular mechanism of banana cold resistance.【Methods】‘Baxi’ banana (Lour) was treated at 7 ℃ for 1 and 3 d, and a control group was treated at 28 ℃. Based on the proteome data obtained in the previous study, the transcriptome sequencing technology was used to detect changes in the gene regulatory network of banana under cold stress. Simultaneously, the correlation analysis was conducted with proteomics to analyze the molecular mechanism of banana response to cold stress. 【Result】 Transcriptome analysis revealed that 11 370, 15 460 and 9 619 differentially expressed genes were identified in the three comparison groups of Cold1 vs CK, Cold3 vs CK and Cold1 vs Cold3, respectively. KEGG enrichment analysis of these genes revealed that the differentially expressed genes were enriched in several key signaling metabolic pathways, such as photosynthesis signal, glutathione metabolism,-linolenic acid metabolic pathway and phenylpropanoid biosynthesis under low temperature stress. Moreover, there were significant differences in the enrichment degree of glutathione metabolic pathway between Cold1 d vs CK and Cold3 d vs CK. Real-time quantitative PCR analysis (qRT-PCR) was performed on several differentially expressed genes. Among them, the expression levels of key low-temperature regulatory genes, such as DREB, MAPK and MYB, were significantly increased after the low-temperature treatment. The expression trend of the selected 20 genes was essentially consistent with that of RNA-seq, confirming the accuracy of RNA-seq. The results of the transcriptome and proteome association analysis showed a positive correlation between the transcriptome and proteomics. A total of 6 211 proteins corresponding to transcripts were identified. Among these, 105 transcripts and their proteins were up-regulated, while 218 transcripts and their proteins were down-regulated. GO enrichment analysis showed that the differentially expressed genes and proteins were enriched in functions, such as photoresponse, chloroplast and oxidoreductase activity. Furthermore, the correlation analysis of differentially expressed genes and protein KEGG pathway revealed that the low temperature treatment suppressed the expression of genes and proteins related to phenylpropanoid biosynthesis and photosynthesis signaling pathway, while promoting the expression of proteins associated with-linolenic acid metabolism and the glutathione pathway. 【Conclusion】 The transcriptome and proteomics were used to map the regulatory network of banana cold resistance at the gene and protein levels. It was found that the signal pathway of banana response to low temperature mainly involved photosynthesis signal, glutathione metabolism,-linolenic acid metabolism and phenylpropanol biosynthesis.

Lour; low temperature stress; transcriptome; proteome; comparative analysis

10.3864/j.issn.0578-1752.2024.08.012

2023-09-18；

2023-12-15

福建省公益類科研院所專項（2022R1030006，2021R1030006）、福建省自然科學基金（2023J01374）

通信作者林蔚，E-mail：Linw102@163.com

（責任編輯 趙伶俐）