【摘要】：干旱脅迫是影響小麥正常生長(zhǎng)和生產(chǎn)的主要限制因素之一,對(duì)小麥的抗旱機(jī)理的研究顯得日益重要。為了分析小麥中響應(yīng)干旱脅迫的基因在ABA依賴型信號(hào)與非ABA依賴型信號(hào)通路的表達(dá),本研究以“矮抗58”為材料,采用高通量測(cè)序技術(shù)篩選和鑒定響應(yīng)干旱脅迫的基因,并對(duì)差異基因進(jìn)行功能注釋、代謝通路富集分析。主要結(jié)果如下:1、隨機(jī)選擇10條響應(yīng)干旱脅迫的基因,采用qRT-PCR驗(yàn)證每條基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)水平,結(jié)果發(fā)現(xiàn)差異基因的表達(dá)趨勢(shì)在熒光定量和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序中存在著極高的相關(guān)性,說明轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果可靠,可用于后續(xù)進(jìn)一步的分析。2、通過高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)小麥幼苗在六種處理下的基因表達(dá)水平進(jìn)行測(cè)定,通過組裝和進(jìn)一步篩選響應(yīng)干旱脅迫的基因,在3 h時(shí)共發(fā)現(xiàn)4327條基因(log2Fold2),其中1338條基因?qū)儆贏BA依賴型信號(hào)通路,2989條基因?qū)儆诜茿BA依賴型信號(hào)通路;在24 h時(shí)共發(fā)現(xiàn)5364條基因,其中1943條基因?qū)儆贏BA依賴型信號(hào)通路,3421條基因?qū)儆诜茿BA依賴型信號(hào)通路。KEGG代謝通路分析發(fā)現(xiàn),富集較多基因的代謝通路分別為內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的蛋白過程、植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、植物病原體互作通路、谷胱甘肽代謝通路等。3、響應(yīng)干旱脅迫的基因中,共有1326條上調(diào)表達(dá)基因參與應(yīng)激性調(diào)節(jié)。這些基因被富集到90個(gè)代謝通路中,其中在植物病原體互作通路中,共富集90條基因,并且主要存在于CaM/CML中;谷氨酸代謝通路中發(fā)現(xiàn)了56條上調(diào)表達(dá)基因,并且主要富集在GST中;此外,大量的植物激素響應(yīng)干旱脅迫,如生長(zhǎng)素、脫落酸、乙烯、茉莉酸、水楊酸等。4、在24 h時(shí),共有5364條上調(diào)表達(dá)基因響應(yīng)干旱脅迫,其中1943條上調(diào)表達(dá)基因存在于在ABA依賴型信號(hào)通路,3421條上調(diào)表達(dá)基因存在于非ABA依賴型信號(hào)通路中。代謝通路富集分析,發(fā)現(xiàn)共有1702條基因被map到101個(gè)代謝通路中。5、本研究共發(fā)現(xiàn)1889條持續(xù)上調(diào)表達(dá)的基因,它們被注釋到70個(gè)代謝通路中,其中內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的蛋白過程富集了大量的基因,上調(diào)表達(dá)基因主要涉及到ERAD和泛素連接酶復(fù)合體的合成。6、本研究發(fā)現(xiàn)有55種轉(zhuǎn)錄因子參與小麥的干旱脅迫響應(yīng),并且在ABA依賴型和非ABA依賴型信號(hào)通路中均有發(fā)現(xiàn)。WRKY轉(zhuǎn)錄因子富集最多的基因,在3h和24h分別發(fā)現(xiàn)78和26條基因參與WRKY轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá);此外,AP2-EREBP、MYB、C2H2、NAC、bHLH等轉(zhuǎn)錄因子在響應(yīng)干旱脅迫過程中均發(fā)揮著重要作用。
【圖文】：

圖 1 鈣離子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路它們之間相互作用的激酶（CIPK）等，這些 Ca2+感受器被復(fù)雜的基因家族編碼，，并構(gòu)成了復(fù)雜的信號(hào)傳遞網(wǎng)絡(luò)[38-40]。植物中進(jìn)化保守的鈣離子感受器-CaM 由較小的家族編輯，在擬南芥中共發(fā)現(xiàn) 7 條基因編碼了 4 種 CaM（CaM1/4; CaM2/3/5

（1）干旱脅迫對(duì)小麥根系活力的影響不同程度的干旱脅迫會(huì)引起根系活力的改變，10 %和 15 % PEG-6000 的脅迫處理在0-36 h內(nèi)對(duì)根系活力的影響如圖3-1 所示。當(dāng)PEG-6000濃度為10 %時(shí)，小麥幼苗的根系活力在 3 h 時(shí)輕微的升高，但并未達(dá)到顯著水平，處理時(shí)間持續(xù)到 6 h 時(shí)，根系活力下降明顯且低于對(duì)照組，在 18 h 根系活力降到最低，之后又有輕微的上升。15 % PEG-6000 干旱處理對(duì)根系活力造成的影響與 10 %PEG-6000 類似，即在 3 h 時(shí)輕微升高，在 6-18 h 之后降低�？傊�，不同程度的干旱處理對(duì)小麥的根系活力產(chǎn)生了顯著的抑制作用。圖 3-1 不同濃度 PEG-6000 處理對(duì)小麥根系活力的影響Fig 3-1 Effect of PEG-6000 on root activity of wheat seedling（2）50 μM 和 100 μMABA 處理對(duì)小麥根系活力的影響施加不同濃度的外源 ABA 會(huì)對(duì)植物的根系活力產(chǎn)生顯著的影響
【學(xué)位授予單位】：河南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：Q943.2;S512.1

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本文編號(hào)：2592993