硼是植物生长发育所必需的微量营养元素,在植物体内它与细胞壁结构、细胞膜功能、碳水化合物代谢、生殖生长等生理生化功能密切相关。油菜是我国重要的油料作物并且对缺硼非常敏感。本研究基于本课题组前期正常硼和缺硼处理甘蓝型油菜硼高效品种青油10号和硼低效品种Westar10转录谱的测序数据,进一步对差异可变剪接事件进行分析,明确低硼胁迫下甘蓝型油菜基因组可变剪接事件的变化,筛选出响应低硼胁迫的重要差异剪接基因。结果如下:1.通过对正常硼和低硼胁迫甘蓝型油菜硼高、低效品种转录本的拼接,共鉴定135,036个表达的转录本以及56,203个表达的基因,平均每个基因具有2个以上转录本。将拼接的转录本与参考基因组进行比对,发现大量的新转录本以及新基因的存在,对其进行GO富集功能分析,发现新基因注释的功能分别与葡萄糖代谢、钙离子转运及H+转运ATP酶活性等有关。2.甘蓝型油菜硼高、低效品种在正常硼和低硼处理下,共有33.3%的基因发生可变剪接。所有发生可变剪接事件中四种剪接类型所占比例为:内含子保留>3’选择性剪接>5’端选择性剪接>外显子跳跃。在低硼胁迫下,硼高、低效品种中发生剪接事件数目都高于正常硼水平条件下剪接事件数目,并且Westar10中发生剪接事件数目大于青油10号,暗示硼胁迫对青油10号内环境稳定的损伤程度小于Westar10。对发生差异剪接及没有发生差异剪接的基因功能进行分析,发现没有发生差异剪接的基因功能注释为蛋白质的折叠和DNA修复等管家基因,而发生差异剪接的基因功能注释为响应离子胁迫、细胞壁的修复以及细胞膜离子转运等。3.低硼胁迫下,硼高效品种青油10号中共鉴定512个差异剪接基因,而硼低效品种Westar10中共鉴定138个差异剪接基因,并且差异剪接事件发生的剪接类型比例同样符合:内含子保留>3’选择性剪接>5’端选择性剪接>外显子跳跃。在青油10号中检测到313个品种特异的差异剪接基因,功能注释为丝氨酸/精氨酸富集蛋白(SR)剪接调控因子和转录因子等。对低硼胁迫下青油10号和Westar10中差异剪接基因进行KEGG代谢通路分析,发现青油10号根中差异剪接基因功能注释为在糖酵解(如Bna C05g18490D)、三羧酸循环(如Bna C08g29490D)、淀粉和蔗糖等代谢途径中发挥作用,新叶中差异剪接基因功能注释在戊糖磷酸途径和糖酵解途径(如Bna C05g18490D、Bna A06g20750D)中,老叶中差异剪接基因功能注释在糖酵解途径(如Bna C05g18490D、Bna A06g20750D)中发挥作用;Westar10根中差异剪接基因功能注释在核糖体蛋白代谢途径,新叶中差异剪接基因功能注释在过氧化物酶体及AMPK信号途径中,老叶中差异剪接基因注释在淀粉和蔗糖代谢(如Bna A02g29830D)、氨基酸糖和核苷酸糖代谢(如Bna C07g18010D)、戊糖磷酸途径(如Bna C05g18490D)中起着作用。4.将差异剪接基因和差异表达基因结合分析,发现一些基因共同发生差异剪接和差异表达,但所占比例较少约为差异表达基因的0.06%。对发生差异剪接和差异表达的基因进行功能注释,结果表明差异剪接基因和差异表达基因具有不同的功能,如只有差异剪接基因功能注释在m RNA加工过程和辅酶A代谢过程等功能上,只有差异表达基因富集在细胞壁形态和碳水化合物代谢等功能上;但是部分差异剪接基因和差异表达基因功能注释功能相同,如在葡萄糖代谢(如Bna A06g17710D)和信号转导(如Bna A07g33860D)等过程中。这表明甘蓝型油菜硼高效和低效品种响应缺硼胁迫时,差异剪接基因和差异表达基因的调控不是两个独立过程,一些与硼胁迫相关的基因由转录水平和转录后水平共同调控。5.低硼胁迫时,青油10号和Westar10中鉴定出四个发生差异剪接的SR剪接调控因子Bna C06g14780D、Bna A01g14750D、Bna C01g41640D和Bna A06g15930D,基于该四个SR剪接因子的表达量,利用生物信息学软件进行预测结果表明Bna C06g14780D为响应低硼胁迫的重要的调控因子。进一步分析发现,该基因可与响应低硼胁迫的其它基因发生互作,如扩张蛋白基因(Bna A09g52970D)和与细胞壁修饰相关的基因(Bna A09g52970D)等。这说明青油10号和Westar10在低硼胁迫时,可通过SR剪接因子自身发生剪接来调控其它基因发生剪接抵抗低硼胁迫。