高羊茅（Festuca arundinacea）又名葦狀羊茅，隸屬禾本科，是主要的冷季型牧草和草坪草，是我國使用量增長最快的優良草種，在我國北部及長江流域氣候過渡區廣泛建植應用。高羊茅適應性強，最耐旱和踐踏，是冷季型草坪草中抗熱，耐旱性最強的一種，最有可能成為四季長期草坪草品種。目前常用高羊茅為異源六倍體（PPG1G1G2G2, 2n=6x=42）的Festuca arundinacea Schreb.，存在嚴格的自交不親和性，基因組大小為6×103 Mbp，大約是水稻基因組的14倍，進行全基因組測序存在一定困難。基因資源缺乏一直是高羊茅耐熱分子育種的“瓶頸”問題。
胡濤博士在傅金民研究員的指導下，以課題組鑒定的極端耐熱（PI 578718）和不耐熱高羊茅（PI 234881）材料，利用Illumina HiSeq 2000平臺首次對冷季型草坪進行全基因組轉錄組分析。共獲得了48,775,836,739 bp的clean data。以trinity 拼接得到的每一條transcript對5個近源物種進行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在高溫脅迫下表達存在顯著差異（2-fold change, P < 0.05, RPKM > 3）。這些新獲得基因信息（已上傳至GenBank，登記號：GBYN00000000），極大的豐富了冷季型草坪草耐高溫基因資源。
進一步對RNA-Seq數據進行KEGG PATHWAY分析，我們發現高羊茅耐熱能力主要和HSP90，HSP20，antioxidants，cell cycle and cell division和 oxidative phosphorylation相關基因的上調表達正相關。在兩個高羊茅材料中HtpG 和 HSP70表達顯著下降，而HSP20顯著上調表達。HSP90 呈現顯著上調表達在 36 h處理后的 PI 578718。我們推測HSP20 和HSP90 高表達可能是高羊茅獲得耐熱能力的一種重要應答機制。細胞從G1到S期共檢測出14個受高溫誘導特異表達關鍵基因，其中基因E2F3，啟動DNA復制的重要基因MCM 家族（MCM2和MCM6），促進細胞存活能力的基因 YWHAE，姐妹染色體分離起關鍵調控作用的SCC1和CDC20在耐熱型高羊茅中表達顯著高于高溫敏感型高羊茅。在能量代謝途徑中，高溫脅迫導致基因涉及到“photosynthesis”, “carbon fixation”, “CH4 metabolism”, “N metabolism”和“S metabolism”同化作用蛋白顯著下調表達，而基因編碼oxidative phosphorylation蛋白顯著上調表達，表明高水平的異化作用能為高羊茅提供能充足的能量去應答高溫傷害。
該研究獲得國家自然科學基金和國家‘863’項目的支持。相關研究結果在植物學國際期刊BMC Genomics上在線發表（doi:10.1186/1471-2164-15-1147）。
高溫誘導的細胞分裂和凋亡相關基因RNA-Seq分析
（每一個方框代表一個或者一類基因。每個柱狀圖代表其基因相對對照的表達水平）
