桑树抗逆性分子机制研究进展

朱志贤+于翠+李勇+莫荣利+邓文+胡兴明

摘要：从分子水平上解析桑树在各种胁迫条件下的适应机制，对桑树抗逆育种、种质资源保存及提高桑叶产量具有重要作用。主要介绍了桑树抗高温、低温、干旱、高盐和抗病分子机制研究的现状，探讨了桑树抗逆分子育种的前景。

关键词：桑树；抗高温；抗低温；抗干旱；抗高盐；抗病性

中图分类号：S888.2 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）23-4433-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.23.001

Research Progress on the Resistant Molecular Mechanism of Mulberry Tree

ZHU Zhi-xian，YU Cui，LI Yong，MO Rong-li，DENG Wen，HU Xing-ming

（Institute of Economic Crops，Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430064，China）

Abstract： The adaptation mechanism of mulberry trees under various stress conditions was analyzed at the molecular level， which had an important effect on the resistance cultivation of mulberry trees， the preservation of germplasm resources and the increase of mulberry leaf production. The present situation of the mechanism of resistance to high temperature， low temperature， drought， high salt and disease resistance of mulberry trees was introduced， and the prospect of resistance to molecular breeding was discussed.

Key words： mulberry； heat resistance； drought resistance； salt resistance； disease resistance

桑树是多年生经济植物，属于蔷薇目（Urticales）桑科（Moraceae）桑属（Morus L.）桑种（Morus alba Linn），在亚洲、欧洲、美洲和非洲广泛种植，在中国栽培范围广泛，为了适应各地不同的环境条件，逐渐形成了大量品种。桑树共有30个种10个变种，中国有15个种4个变种，是世界上桑树种质资源最丰富的国家[1]。桑树全身都是宝：桑叶可养蚕，还可用来制作桑茶、桑叶复合饮料、桑饲料、保健食品等；桑根（桑白皮）用作降压药原材料，且对中风、神经性疾病治疗功效显著；桑枝可作为培养基培育香菇、银耳等食用菌，还可用于生产纤维板、人造棉，造纸、提取果胶；桑果是目前国际上热门研究的第三代水果，保健功能较好，已被卫生部正式列入首批“既是食品又是药品”名单[2]。除了上述功能，桑树对环境有极强的适应性，对恶劣的自然环境如高温、干旱、寒冷与盐碱等有较强的抗性，并且还能净化空气，对一些污染性气体如氯气、二氧化硫以及氯化氧也有抵抗性，在生态环境建设方面有良好的作用[3]。当遭受各种生物和非生物逆境胁迫后，桑树启动应激反应，其形态结构、生理生化和分子水平上发生一系列变化。在长期进化过程中发展和形成了一套复杂的机制以适应环境的变化。目前高通量转录组测序技术已被大量运用到许多植物中，在桑树上的运用也逐渐增多，川桑全基因组序列公布（http：//morus.swu.edu.cn/morusdb/），为全基因组范围内鉴定桑树抗性相关基因提供了重要数据[4]。另外，新一代测序技术加速了转录组测序，转录组信息可准确分析基因差异表达、基因结构变异、RNA编辑、基因功能注释、SSR标记、SNP标记等，成为揭示各项生命活动规律，发掘抗病基因及潜在信号传递网络等研究的最佳手段，可丰富桑树抗逆分子信息。桑树抗逆性的研究已经从种质资源筛选、生理生化发展到分子水平。目前关于桑树抗高温、低温、干旱、高盐和抗病方面的分子机制研究较多。本研究主要介绍桑树抗逆分子机制研究的现状，探讨抗逆分子机制研究在桑树分子育种中的作用。

1 植物抗逆调控分子机理

植物在生长过程中常遇到细菌、真菌、病毒、卵菌和昆虫导致的生物胁迫，威胁它们的生存和繁殖，同时它们还要面临高温、低温、干早和高盐等非生物胁迫，这些逆境条件导致植物延迟生长、加剧衰老、减产甚至死亡。为了适应多变环境，植物形成了复杂的抗逆机制来调节自身的生长发育[5]。植物通过不同感受器接收到外界的逆境信号后，将这种信号转化成细胞内的信号并进行传递，调控相关基因的表达，最终改变植物的生理和代谢而表现出相应的抗性[6]。

1.1 植物非生物胁迫响应机制

Hirayama等[7]对不同植物的抗逆生理学及分子生物学分析绘制了非生物应激反应模型（图1）。植物通过细胞表面的受體感知到外界信号后，细胞内会产生第二信使，包括Ca2+、活性氧（ROS）、磷酸肌醇（InsP）等，第二信使随后与细胞内多种不同的信号蛋白组成信号传递链，并通过级联反应将信号放大，诱导调节基因表达，调节蛋白的表达调控下游相关基因的表达，这些基因包括一些调节蛋白及功能蛋白，通过一系列蛋白的共同作用[8]。随着基因组、转录组、蛋白组学、结构生物组学等的发展，有助于获得所有基因的信息。例如，基因序列及功能、转录水平、调控因子及剪接模式等。另外，使用小分子RNA、染色质调节和基因组修饰等的新调控机制的研究使人们能够认识到植物已经进化出复杂系统来应对复杂的非生物压力[7]。endprint

植物对非生物胁迫的分子反应涉及多条分子信号途径，其中最早调控信号途径涉及活性氧（Reactive oxygen species，ROS）和活性氮（Reactive nitrogen species，RNS），其功能为修饰酶活性和进行基因调控。Cramer等[9]提出了植物响应非生物胁迫信号网络的简化模型（图2）。ROS和RNS形成了相互协调的网络来调控很多植物对环境胁迫的响应，目前关于ROS的调控有大量的报道，但是关于RNS的研究较少。其中最主要的涉及2个途径：脱落酸（Abscisic acid，ABA）途径和乙烯（Ethylene，ET）途径。ABA是许多植物对环境胁迫反应的中枢调节因子，尤其是渗透胁迫，它的信号传导非常快速且不涉及转录活性。在响应胁迫的信号传递过程中，根据是否需要ABA信号，可以分为依赖ABA的途径和不依赖ABA的途径。目前ABA信号途径被鉴定主要包括3个核心元件：受体（PYR/PYL/RCAR）、蛋白磷酸酶9（PP2C）和蛋白激酶（SnRK2/OST1）。乙烯信号则参与多种应激反应，包括干旱、臭氧、缺氧、热、冷、机械损伤和UV-B光[9，10]。

1.2 植物生物胁迫响应机制

植物在生长发育过程中会受到各种病原物的侵染，在长期的生存进化中，植物形成了各种各样的机制防御病原菌入侵。植物不同水平的多个抗病途径交叉、重叠组成植物的抗病防御机制使植物表现出多种抗病形式。其中诱导抗性和基础抗性是最为典型的两种抗病形式。一般认为基础抗性是指植物表现出的对病原菌的天然本底抗性，这种抗性是植物与生俱来的，即植物抵御病原物的侵染机制是利用植物本身与众不同的结构以及一些特殊化学成分，如覆盖表皮细胞的角质层、蜡质、栓质、木质素及其他的一些特殊的结构等，如果植物丧失了基础抗性就会对病原菌表现出超感病性。

植物的诱导抗性机制是由于环境因子（包括生物因子和非生物因子）激活了植物的防御体系而产生对病原物的系统抗病性[11]。Jones等[12]对植物与病原菌之间的互作做了精炼的解析（图3），植物防御反应的第一阶段，PAMPs（Pathogen-associated molecular patterns，病原相关分子模式触发的免疫）被 PRRs（Pattern recognition receptors，细胞表面的模式识别受体）识别，导致植物产生PTI（PAMP-triggered immunity，病原相关分子模式触发的免疫），阻止病原菌的进一步定殖。第二阶段，成功入侵的病原菌会释放毒力效应子，干扰植物的PTI，使病原菌能生长扩散，导致ETS（Effector-triggered susceptibility，效应因子激活的感病性）。第三阶段，植物进化出专一的R基因直接或间接识别病原物特异拥有的效应因子，激发植物产生ETI（Effector-triggered immunity），ETI加速或放大PTI，使植物产生抗病性。第四阶段，病原菌通过水平基因流获得新的效应子，可以帮助病原菌抑制植物的 ETI，同时植物新的R基因会识别病原菌获得的新效应子，再次引发ETI。

2 桑树抗高温机理研究

2.1 高温胁迫对植物生理生化指标的影响

高温胁迫引起植物内部发生一系列变化，包括生理、生化和基因水平等方面。

植物叶片和根系等器官对高温非常敏感易受其影响，并且它们又是植物各种生理活动中的主要功能器官，高温会引起相关功能器官的变化，从而对植物的光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、水分和矿物质元素吸收等生理活动产生影响[13]。高温胁迫打破了植物体内活性氧的产生和清除这一动态平衡，产生过量单线态氧、过氧化氢等一系列活性氧类（Reactive oxygen species，ROS），促使膜脂中不饱和脂肪酸过氧化形成丙二醛（Malondialdehyde，MDA），MDA的含量反映了膜脂过氧化程度的指标，因此，通常也作为植物耐热性的指标。

2.2 桑树抗高温分子机理

2.2.1 桑树小分子量热激蛋白 桑树植物在高温胁迫下能迅速合成一类蛋白——热激蛋白（Heat shock proteins，HSPs）。HSPs作为分子伴侶，能协助新生肽链折叠、组装、定位、运输，修复胁迫下的变性蛋白及降解错误折叠的蛋白。按照分子量的大小将HSPs分为HSP100、HSP90、HSP70、HSP60和小分子量热激蛋白（Small heat shock protein，sHSPs）五大类。sHSPs是一类最不保守的HSPs，拥有种类多、结构复杂与功能多样性特点。在高温胁迫下，sHSPs结合非天然蛋白防止其发生不可逆聚集，在植物抵抗高温胁迫中发挥重要作用。卢承琼[14]通过生物信息学方法，从桑树基因组数据库中鉴定了29个sHSPs，氨基酸长度介于136～240 aa之间，分子量大小为15.68～26.84 kD之间，等电点大小介于4.49～9.34之间。通过系统进化关系分析和亚细胞定位预测，将川桑sHSPs分为13个亚家族和1个孤儿基因。组织表达谱分析显示29个sHSPs在川桑根、皮、叶、冬芽和雄花5種组织中各有表达。以印度桑K2为材料提取RNA并反转为cDNA作为模板，克隆了13个sHSPs基因，利用qRT-PCR技术，检测了高温、低温、干旱和高盐4种非生物胁迫处理下sHSPs在印度桑K2叶片中的表达情况，结果表明，10个sHSPs基因都迅速地响应高温胁迫。其中小分子热激蛋白基因Mi168-CI响应高温、低温、干旱和高盐4种非生物胁迫，定位于细胞质和细胞核中，将该基因通过过表达载体转化模式植物烟草，转Mi168-CI烟草在高温胁迫下的MDA含量低于野生型烟草，而抗氧化酶SOD、POD的活性高于野生型烟草，表明能提高转基因烟草的耐热性。

2.2.2 MAPK基因家族 蛋白的磷酸化和去磷酸化是生物内普遍存在的一种响应外界变化的调节机制，在信号转导中发挥重要的作用。目前研究的参与植物生物胁迫和非生物胁迫的蛋白激酶主要有5类：受体蛋白激酶（Receptor-like kinase，RLK）、促分裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase，MAPK）、钙依赖而钙调素不依赖蛋白激酶（Calcium-dependent and Calmodulin-independent protein kinase，CDPK）、蔗糖不发酵相关蛋白激酶（Sucrose non-fermenting-1-related protein kinase， SnRK）及其他胁迫相关的植物蛋白激酶。MAPK基因作为MAPK级联途径中最下游的蛋白激酶，可通过逐级磷酸化作用，将细胞外的信息级联放大，调控下游基因的表达，与其他基因一起形成庞大的网络，调节生物体内各种生理反应，响应外界环境[15]。魏从进[16]利用生物信息学方法在川桑基因组中鉴定得到个47个桑树促分裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase，MAPK）家族基因；以生长两个月的湖桑幼苗为材料，对其进行不同的胁迫（高温，低温，高盐和干旱）和信号分子（ABA、SA、H2O2和MeJA）处理，QRT-PCR分析10个桑树MAPK基因在不同胁迫处理下的表达情况发现，桑树MAPK基因可以受到多种非生物胁迫的诱导，不同的桑树基因对不同的胁迫处理有不同的胁迫应答模式。过表达转MnMAPK6基因植株表现出对高温敏感。张梦[15]成功获得5个Mn MAPK5过表达转基因拟南芥株系，并对其进行高盐、干旱、低温、高温胁迫处理，MnMAPK5启动子驱动的GUS基因的转基因拟南芥能够在不同的时间点响应胁迫。亚细胞定位发现MnMAPK5在细胞质和细胞核处都有分布。定量检测发现MnMAPK5在川桑的根、茎、叶、皮、花、果各个组织都有表达，暗示MnMAPK5是一个组成型表达的基因。对MnMAPK5转基因拟南芥在不同胁迫处理后发现，其可能主要是通过降低抗氧化酶的活性和表达量及相应的胁迫相关基因的表达，增加ROS的积累，降低了高温的抗性。endprint

2.2.3 DREB转录因子 植物与抗逆性相关的转录因子主要有MYB类、bZIP类、WRKY类、NAC类、AP2/EREBP类等。AP2/EREBP类转录因子是植物在抵御外界非生物胁迫过程中发挥重要作用的一类转录因子，并根据含有结构域的数目及功能分为了AP2，RAV，ERF，DREB 4类。刘雪琴[17]根据桑树DREB基因的非生物胁迫诱导表达谱，筛选出MnDRE4A进行基因功能研究，将MnDRE4A基因的启动子与标记基因GUS连接，并通过农杆菌导入拟南芥中，用高温（40 ℃）、低温（4 ℃）、高盐（150 mmol/L NaCl）和干旱（20% PEG600）4种胁迫处理获得的的转基因拟南芥，结果显示MnDRE4A基因的启动子能够响应这4种胁迫。将35S启动子启动的MnDRE4A基因表达框导入到烟草基因组中，转基因烟草叶片的保水能力显著高于野生型，经过高温、低温、高盐和干旱4种胁迫处理后，转基因株系和叶片黄化和萎蔫程度明显低于野生型。取处理后植株的叶片测定脯氨酸、MDA和相对含水量，结果显示，转基因系植株的4种处理的相关指标均显著不同于野生型植株，转基因株系表现出更好的抗逆性。通过实时定量PCR的方法测定发现与高温有关的基因NtHSP70，NtHSP2在轉基因系畑草中均呈显著下调的趋势。这也暗示MnDRE4A基因是通过调控下游相关基因的表达而提高植物对非生物胁迫的耐受性。

3 桑树抗低温机理研究

3.1 桑树抗低温性相关生理生化指标

桑树抗低温性包括两个方面，一是在落叶后冬芽枝条具有耐低温的能力；二是在生长期间细胞抵御冷害的能力。桑树深休眠状态抗寒性最强，品种间差异较小，而在休眠终期和解除休眠的萌发期抗寒性显著降低，且品种间存在较大的差异。许多学者认为，根据细胞内电解质外渗量大小来判断细胞损伤程度，并把它作为植物抗低温的生理指标[3]。低温胁迫影响植物体内活性氧动态平衡，即增加活性氧如超氧化物自由基、氢氧自由基、单线态氧等破坏或降低活性氧清除剂如SOD、POD和CAT酶的活性[18]。

3.2 桑树抗低温分子机理

3.2.1 LEA家族 目前，植物抗寒性研究热点主要集中在保护植物细胞免受水分胁迫伤害的相关基因及其产物方面，如抗冻蛋白（Antifreeze protein，AFP）、胚胎后期富集蛋白（Late embryogenesis abundant protein，LEA）、热激蛋白（Heat shock protein，HSP）等。Ukaji等[19]采用双向电泳技术从山桑皮层分离出低温诱导蛋白WAP20及WAP27，研究发现两者分别属于HSPs和LEA家族。陆小平等[20]利用RT-PCR技术从蒙古桑幼茎克隆得到桑树低温诱导蛋白基因Wap25，该基因为LEA基因的成员之一。孙银苹[21]获得4种桑树低温诱导基因WAP27/WAP25同源序列，命名MaWAP，并推测该序列可能为LEA家族成员。对桑树低温诱导基因MaWAP在低温胁迫过程中的表达分析，推测该基因在桑树抗寒机制中起到一定作用。但由于植物的抗寒性受多基因控制，低温诱导基因不一定就是抗寒基因，因此该基因在桑树的抗低温机制中的具体功能尚有待于通过转基因手段进行验证。

3.2.2 MAPK家族 张梦[15]对将桑树MnMAPK5 转入拟南芥，低温胁迫处理后发现，其可能是通过降低抗氧化酶的活性和表达量及相应的胁迫相关基因的表达，增加ROS的积累，降低了对低温胁迫的抗性。说明MAPK家族基因参与桑树低温胁迫响应。

3.2.3 DREB转录因子 刘雪琴[17]发现转入桑树MnDRE4A基因的拟南芥可响应低温胁迫，同时将35S启动子启动的MnDRE4A基因表达框导入到烟草基因组中，发现转基因植株能提高抗寒性。

4 桑树抗旱机理研究

4.1 桑树抗旱性相关生理生化指标

蒸腾作用是植物水分代谢调节中最重要的一环，它对水分的运转状况和利用效率有着至关重要的影响。气孔导度和蒸腾速率是线性相关的指标，它们的大小是植物水分平衡的重要生理指标，是植物调节自身水分散失以及适应不同的干旱环境的能力的重要反映。宋红生等[22]发现，在干旱胁迫下，桑树叶片质膜透性会随干旱程度增加而增加。

Reddy等[23]发现干旱胁迫下桑树的细胞膜膜脂出现了过氧化反应，从而使细胞膜的流动性受到了影响，细胞内的电解质外漏增多；桑树的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、愈创木酚法过氧化物酶（POD）和谷胱甘肽还原酶（GR）这4种抗氧化酶的活性均有所提高，其提高幅度与桑树的抗旱能力成正比。在对K-2、MR-2、BC2-59、TR-10、S-13五种桑树的研究中，它们的叶片所含的脱落酸均在干旱胁迫下增加，但是增加幅度有很大差异。干旱胁迫处理组的脱落酸含量比未经干旱胁迫的对照组增加了约为2/3；脱落酸的增长幅度在品种间是有差异的，抗旱性强的脱落酸含量比抗旱性弱的提高了1.5～2.0倍，认为脱落酸可以作为桑树抗旱性的指标[24]。

正常情况下，桑树品种之间的叶片MDA含量没有显著差异，但叶片中MDA的含量随着干旱胁迫程度的加深逐渐增加[25]。随干旱的加强，各品种桑树的MDA逐渐增加，在整个干旱胁迫过程中，MDA的含量及增幅与桑树的抗旱性成正比[26]。

脯氨酸（Proline）是植物中主要的渗透调节物质之一，它不仅是生物大分子的保护剂和羟基的清除剂，还是植物从胁迫条件恢复到正常过程中迅速、有效的氮源、碳源和还原剂。冀宪领等[25]研究表明，在干旱胁迫下不同品种的桑树叶片中脯氨酸含量都有增加。尤其是抗旱性较强的品种对干旱反应敏感，脯氨酸含量迅速升高，并达到一个相对较高的水平。

4.2 桑树抗旱性分子机理

4.2.1 P5CS基因 在脯氨酸合成过程中最主要的酶有两种：P5CS（吡咯啉-5-羧酸合成酶）和P5CR（吡咯啉-5-羧酸还原酶）。童伟[27]通过同源性克隆，反转录PCR和cDNA 末端快速扩增（RACE）技术获得了桑树中P5CS基因的完整序列，通过实时荧光定量PCR分析P5CS在干旱和盐胁迫条件下表达情况：基因表达量在胁迫条件下都有不同程度的上调。在干旱胁迫条件下，P5CS基因表达量先迅速增加，到达最大之后又迅速降低。并将正常生长和处于干旱胁迫下的桑树样本进行转录组测序，得到54 736个片段，1 051个基因在两种植株上共同显著表达，产生大量SSR分子标记，为后期发掘抗旱关联基因和构建桑树遗传图谱奠定基础。endprint

4.2.2 MAPK家族 魏从进[16]发现桑树MAPK基因可以受到多种非生物胁迫的诱导，过表达MAPK家族基因MnMAPK6植株表现对干旱敏感。张梦[15]对MnMAPK5转基因拟南芥在不同胁迫处理后发现，其可能主要是通过降低抗氧化酶的活性和表达量及相应的胁迫相关基因的表达，增加ROS的积累，降低了对干旱（PEG）胁迫的抗性。

4.2.3 DREB转录因子 刘雪琴[17] 发现转入桑树MnDRE4A基因的拟南芥可响应干旱胁迫，同时将35S启动子启动的MnDRE4A基因表达框导入到烟草基因组中，通过实时定量PCR的方法测定发现与植物失水相关的基因NtERD10B，NtERD10C，NtERD10D呈显著下调的趋势，发现转基因植株能提高抗旱性。

5 桑树耐盐机理研究

5.1 桑树耐盐性相关生理生化指标

盐胁迫是由渗透胁迫和离子胁迫组成的。在盐胁迫下，植物的外部形态和内部的生理生化特性都发生了一系列的变化。已有的研究结果表明，受盐胁迫的桑树可通过抑制地上部分的生长来减少对水分的需求和丢失，同时增加脯氨酸和可溶性总糖的积累，大量吸收Na+、C1-作为渗透溶质，来满足细胞对渗透胁迫的调节需要。汤章城[28]发现植物在盐渍条件下所发生的游离脯氨酸的积累，在一定程度上反映了植物受盐分胁迫的情况和植物对盐分的忍耐和抵抗力，因此可以用叶片内脯氨酸含量的增加来反映桑树受盐分胁迫状况[3]。

5.2 桑树耐盐性分子机理

5.2.1 MAPK家族基因 魏从进[16]发现过表达MAPK基因家族转MnMAPK6基因植株表现出对高盐和H2O2的耐受性提高。张梦[15]对MnMAPK5转基因拟南芥在不同胁迫处理后发现转基因植株可能主要是通过降低抗氧化酶的活性和表达量及相应的胁迫相关基因的表达，增加ROS的积累，降低了对NaCl抗性。

5.2.2 DREB转录因子 刘雪琴[17]将35S启动子启动的MnDRE4A基因表达框导入到烟草基因组中，发现转基因植株能提高耐盐性。

6 桑树抗病机理研究

王旭炜[29]从桑树基因组数据库中共获得PAMP途径相关的14个LysM蛋白基因、56个WRKY转录因子、20个几丁质酶基因。通过生物信息学分析，发现这些基因家族含有各自保守的蛋内质序列，其中一些蛋白质和已报道过的蛋白序列高度相似，并且上游调控序列中都含有一些响应植物免疫（JA、SA、真菌、刺激、伤口）的调控元件，认为这些基因可能参与植物的防御免疫反应。王晓红等[30]利用川桑基因组数据库信息，克隆了桑树的多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白PGIP基因，并对该基因的生物功能进行初步研究发现，该蛋白能部分抑制果桑肥大性菌核病菌多聚半乳糖醛酸酶活性，也可抑制菌丝侵染油菜叶片。Lü等[31]克隆了桑椹肥大型菌核病菌的纤维素酶基因CsCelA，过表达CsCelA，并对纤维素酶进行分析，推测CsCelA是桑椹肥大型菌核病菌侵染的主要致病基因。张华梁等[32]克隆得到桑树病程相关PR1蛋白家族基因MuPR1-2，发现转MuPR1-2定位于细胞壁或分泌到细胞间隙。转入MuPR1-2基因的拟南芥对丁香假单胞菌番茄致病變种和灰霉菌具有较强的抵抗能力，表明MuPR1-2在植物防御功能中具有重要作用。何利[33]根据实验室已获得的桑树转录组序列信息，筛选出5个NBS类家族基因，同时利用青枯菌侵染桑树抗/感性品种，分析抗病基因在抗/感性品种侵染前后的表达量变化情况，CL93、Unigene26173基因可能跟抗病有一定相关性。Checker等[34]用印度桑的叶和根（处于非生物胁迫中）进行转录组测序，共得2 400个表达序列标签（EST），组装成148个contig和1 420个singleton。在EST中检测到大量的EST-SSR分子标记，可用于后续桑树功能基因组学的研究。从基因功能注释发现在细胞代谢过程有大量保守基因的存在，是桑树新功能基因发掘的基础。Dai等[35]用Illumina RNA-seq技术对桑树根和叶的转录组进行测序，共得到105 000 000个reads，60 069个Unigene，从转录组得到的数据中开发了10 268个SSR分子标记，为后期分子标记开发及引物筛选、分子育种实验及桑树遗传图谱构建奠定研究。

7 展望

在过去的十年里，随着后基因组时代的到来，关于桑树优势性状的分子机制认识取得了巨大的进步，可对控制关键节点的基因进行功能分析、定位、克隆和转化，阐明分子网络调控机制，加速选育桑树新品种。同时，大量研究表明，桑树是比较理想的外源基因受体，已有抗菌肽基因、大豆球蛋白基因、几丁质酶基因、水稻半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因和GUS基因成功转入桑树组织细胞[36，37]。因此，可通过深度挖掘自然界的抗性资源，选育经济性状优良的抗逆桑树品种。但是想要实现在分子水平上选育抗逆品种还需要解决几个关键问题。最大的问题是实验室和田间环境的差异。很多研究只在短期内对转基因植物进行某种抗逆性检测，然而植物在田间会同时受到多种胁迫，有时候胁迫会伴随整个生长阶段[38]。另外，Dinneny等[39]研究表明根部不同分化程度的细胞对不同的非生物胁迫反应不同，说明不同类型的细胞对非生物胁迫响应不同。人类对于植物整个抗逆认识是有限的，为了能系统认识整个机制，需要研究不同分化的细胞、组织和器官对逆境的响应，需要运用系统的生物学和数学生物学方法整合数据来描述桑树抗逆的完整图像。为了培育非生物、生物抗性及高产量作物，除了认识植株的抗逆响应机制，还必须了解它的能量调控、代谢调控、发育等过程，集成所有这些信息有利于寻找合适的点来进行育种（图4）。

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