高羊茅（Festuca arundinacea）又名苇状羊茅，隶属禾本科，是主要的冷季型牧草和草坪草，是我国使用量增长最快的优良草种，在我国北部及长江流域气候过渡区广泛建植应用。高羊茅适应性强，最耐旱和践踏，是冷季型草坪草中抗热，耐旱性最强的一种，最有可能成为四季长期草坪草品种。目前常用高羊茅为异源六倍体（PPG1G1G2G2, 2n=6x=42）的Festuca arundinacea Schreb.，存在严格的自交不亲和性，基因组大小为6×10³ Mbp，大约是水稻基因组的14倍，进行全基因组测序存在一定困难。基因资源缺乏一直是高羊茅耐热分子育种的的“瓶颈”问题。 

　　中国科学院武汉植物园胡涛博士在傅金民研究员的指导下，以课题组鉴定的极端耐热（PI 578718）和不耐热高羊茅（PI 234881）材料，利用Illumina HiSeq 2000平台首次对冷季型草坪进行全基因组转录组分析。共获得了48,775,836,739 bp的clean data。以trinity 拼接得到的每一条transcript对5个近源物种进行blastx，共得到了31,803 unigenes （max length：17,029 bp, average length：1,840 bp，N50： 2,584 bp；表7），其中有12,974 unigenes在高温胁迫下表达存在显著差异（2-fold change, P < 0.05, RPKM > 3）。这些新获得基因信息（已上传至GenBank，登记号：GBYN00000000），极大的丰富了冷季型草坪草耐高温基因资源。 

　　进一步对RNA-Seq数据进行KEGG PATHWAY分析，他们发现高羊茅耐热能力主要和HSP90，HSP20，antioxidants，cell cycle and cell division和 oxidative phosphorylation相关基因的上调表达正相关。在两个高羊茅材料中HtpG 和 HSP70表达显著下降，而HSP20显著上调表达。HSP90 呈现显著上调表达在 36 h处理后的 PI 578718。他们推测HSP20 和HSP90 高表达可能是高羊茅获得耐热能力的一种重要应答机制。细胞从G1到S期共检测出14个受高温诱导特异表达关键基因，其中基因E2F3，启动DNA复制的重要基因MCM 家族（MCM2和MCM6），促进细胞存活能力的基因 YWHAE，姐妹染色体分离起关键调控作用的SCC1和CDC20在耐热型高羊茅中表达显著高于高温敏感型高羊茅。在能量代谢途径中，高温胁迫导致基因涉及到“photosynthesis”, “carbon fixation”, “CH₄ metabolism”, “N metabolism”和“S metabolism”同化作用蛋白显著下调表达，而基因编码oxidative phosphorylation蛋白显著上调表达，表明高水平的异化作用能为高羊茅提供能充足的能量去应答高温伤害。 

　　该研究获得国家自然科学基金和国家‘863’项目的支持。相关研究结果在植物学国际期刊BMC Genomics上在线发表（doi:10.1186/1471-2164-15-1147）。 

　　论文链接　　 

　　高温诱导的细胞分裂和凋亡相关基因RNA-Seq分析

（每一个方框代表一个或者一类基因。每个柱状图代表其基因相对对照的表达水平）