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物种：亚麻

拉丁名：Linum usitatissimum L.

样品选择：抗旱品种（Z141）、干旱敏感品种（NY-17）幼苗叶片

测序策略：PacBio RS II平台测序，文库：1–3k、> 3 kb

研究结果：

    1、分别对对照 (CK)、DS、复水(RW)和RD等条件的Z141及NY-17幼苗共16个叶片组织进行RNA提取检测和全长序列分析，共计获得1093282条高质量FLNC序列，覆盖108579个isoforms和28686个基因位点。

    2、基于以上鉴定的基因位点，结合RNA-Seq获得的junction丰度进行DS和RD条件下的亚麻整体转录组分析，发现两者间存在显著不同，RD条件下响应基因的比例高于DS。DS和RD条件下Z141中分别有970和2485个特异性上调差异基因（DEGs），DS特异上调基因的功能富集主要表现在两组，第一组为组蛋白H3-K36去甲基化和大分子甲基化，第二组为生物过程负性调控和大分子代谢过程负性调控。NY-17的DS特异上调基因有1038个，GO主要富集于RNA调控，包括RNA修饰、RNA加工和ncRNA加工。

 DS和RD下亚麻幼苗转录组图谱比较

Z141及NY-17中DS、RD特异性上调基因的GO分类

    3、GO富集和MapMan分析可以明显看出，上调的DEGs主要富集于谷氨酰胺家族氨基酸生物合成过程和脯氨酸生物合成过程。下调的DEGs主要富集于光合作用、光合系统的光采集。

DS和RD胁迫下Z141及NY-17响应DEGs的功能分析

    4、PPI分析表明RAD50(DNA修复蛋白50)相互作用蛋白1(RIN-1)作为hub基因，与脯氨酸的生物合成相互作用以响应胁迫。在下调的DEGs中，有94个节点蛋白富集(图4)。几乎所有的节点都集中在光合作用或相关的调控网络上。

干旱胁迫应答基因的蛋白互作网络

    5、转录因子通过调控靶基因的表达，在响应各种非生物胁迫中发挥着不可替代的作用。在Z141和NY-17的全基因组水平对鉴定的非冗余unigenes进行转录因子预测，共鉴定出4936个TF基因，分布在50个家族中。1190个TFs至少对一种胁迫存在差异应答。1190个TFs按其表达模式可划分为15个聚类。簇5、8、11和13由387个DS和RD上调转录因子组成(图5)，包括DREB、HSF和NFYA10，这些转录因子已被证实是植物非生物抗性途径的关键调控因子。

DS、RD应答TFs的聚类

        6、Z141和NY-17在DS下均显著上调脯氨酸生物合成基因，结合GO富集、Map-Man、PPI网络分析和基因注释等结果，筛选了与脯氨酸生物合成、胁迫响应、水分响应等功能相关的DS响应基因。其中24个基因(包括8个P5CS基因家族成员、2个P5CR（图7）基因家族成员、8个DNA修复基因和6个脱氢酶编码基因)是最有可能的抗旱候选基因。Z141中P5CS和P5CR的基因表达水平显著高于NY-17。

P5CS和P5CR基因家族的基因表达水平