發(fā)布時(shí)間：2020-05-05 03:41

【摘要】：鹽堿脅迫是制約棉花產(chǎn)量和品質(zhì)提高的重要環(huán)境因子。提高棉花耐鹽堿性,對(duì)提高棉花生產(chǎn)具有重要意義。本研究針對(duì)萌發(fā)期和三葉期對(duì)棉花種質(zhì)進(jìn)行耐堿性鑒定。棉花三葉期是脅迫敏感時(shí)期,選用耐堿棉花陸地棉材料中9807,在三葉期對(duì)其進(jìn)行不同鹽堿處理。分析其表型變化,并結(jié)合轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)比較分析耐鹽和耐堿之間的差異,挖掘棉花耐堿相關(guān)基因和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。對(duì)耐堿基因GhMGL11進(jìn)行了初步功能分析,為棉花育種工作提供一定的參考。主要研究結(jié)果總結(jié)如下:1、對(duì)不同品種的棉花種質(zhì)材料在萌發(fā)期進(jìn)行堿處理,初步對(duì)棉花萌發(fā)期進(jìn)行了耐堿性鑒定。25 mM Na_2CO_3,萌發(fā)處理5d,計(jì)算種子相對(duì)胚根成活率作為耐堿性的鑒定指標(biāo),將種質(zhì)耐堿性分為四個(gè)等級(jí):抗、耐、不耐、敏,并對(duì)31份材料進(jìn)行了耐堿性評(píng)價(jià)。對(duì)萌發(fā)期鑒定的8份材料進(jìn)行了三葉期含水量和葉綠素含量的測(cè)定,結(jié)果顯示品種耐堿性與萌發(fā)期結(jié)果基本一致。通過萌發(fā)期鑒定和三葉期篩選,得到耐堿性陸地棉材料中9807,用作下一步轉(zhuǎn)錄組分析的試驗(yàn)材料。2、對(duì)陸地棉中9807三葉期進(jìn)行不同的鹽堿處理(Na_2CO_3,NaCl和NaOH),在根和葉中分別找到25929個(gè)、6564個(gè)差異表達(dá)基因(DEGs)。其中對(duì)Na_2CO_3脅迫下根和葉共有的762個(gè)差異基因進(jìn)行了聚類分析,找出表達(dá)模式相同的cluster,挖掘出特異性表達(dá)的耐堿候選基因(A12G2168:胱硫醚γ-合成酶基因GhMGL11)。3、在陸地棉中克隆了GhMGL11基因,該基因的編碼區(qū)序列全長(zhǎng)1359bp,編碼452個(gè)氨基酸,親水性蛋白,亞細(xì)胞定位于細(xì)胞質(zhì),無信號(hào)肽。含有保守結(jié)構(gòu)域Cys_Met_Meta_PP,屬于PLP(Pyridoxal phosphate)依賴性氨基轉(zhuǎn)移酶。陸地棉中存在23個(gè)含有Cys_Met_Meta_PP結(jié)構(gòu)域的基因。通過轉(zhuǎn)基因的方法將該基因?qū)霐M南芥中,過表達(dá)GhMGL11基因的擬南芥萌發(fā)期根長(zhǎng)增加,VIGS沉默GhMGL11基因的棉花幼苗對(duì)堿脅迫的傷害更敏感。4、棉花在NaCl脅迫下,SOS(salt overly sensitive)、NHX(Na~+/H~+exchanger)、CHX(Cation/H~+exchangers)等參與調(diào)控離子穩(wěn)態(tài)的基因顯著上調(diào)表達(dá);Na OH脅迫下,調(diào)控糖代謝相關(guān)基因顯著上調(diào)表達(dá)。Na_2CO_3脅迫下,高pH對(duì)植物細(xì)胞造成損傷,引起細(xì)胞中調(diào)控果膠合成酶相關(guān)基因的表達(dá),加固細(xì)胞壁合成,從而抵御高pH傷害。ATPase的水解作用產(chǎn)生H~+,中和細(xì)胞質(zhì)的OH~-。同時(shí),還會(huì)引起植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和ROS關(guān)鍵酶活性的激活來應(yīng)對(duì)鹽離子毒害,維持細(xì)胞離子穩(wěn)態(tài)。通過轉(zhuǎn)錄組比較分析,我們對(duì)植物耐鹽相關(guān)途徑進(jìn)行了進(jìn)一步的分析討論,并建立了與耐堿相關(guān)的糖代謝相關(guān)調(diào)控網(wǎng)絡(luò),為植物耐堿性及鹽堿差異性研究提供了基礎(chǔ)。
【圖文】：

業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 第三章 結(jié)果與分第三章 結(jié)果與分析陸地棉萌發(fā)期耐堿性鑒定 堿脅迫條件篩選察種子萌發(fā)情況（如圖 3-1），發(fā)現(xiàn) 25 mM Na2CO3處理 5 d 時(shí)胚根受害表型明顯且不致5 mM Na2CO3、5 d 作為堿脅迫處理?xiàng)l件，調(diào)查胚根是否成活（劃分標(biāo)準(zhǔn)如圖 3-2）作為狀指標(biāo)。調(diào)查胚根成活率，，結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表 3。

圖 3-2 胚根成活劃分標(biāo)準(zhǔn)Figure 3-2 Radical survival criteria定方差分析，如表 3-2 顯示，區(qū)組間差異不顯著，即明堿脅迫處理對(duì)種子胚根成活率存在明顯抑制的差異性，說明不同品種間在耐堿性上存在差異表 3-1 不同處理下棉花胚根成活率調(diào)查3-1 Investigation on the survival rates of cotton in different 處理胚根成活率/%I II 25mM Na2CO360.3 59.2 清水 100.0 100.0 25mM Na2CO346.1 50.5 清水 100.0 100.0 25mM Na2CO329.4 39.9 清水 98.1 100.0 25mM Na2CO341.6 45.1 清水 100.0 100.0 25mM Na2CO370.1 65.2 清水 100.0 100.0
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S562

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2649480