【摘要】：地楓皮(Illicicum difengpi K.I.B.et K.I.M)是喀斯特石山特有植物,主要生長在喀斯特山頂?shù)穆銕r及半裸巖山上,能適應山頂極端惡劣的生存環(huán)境。本研究以地楓皮種子和幼苗為材料,研究水分脅迫(土壤相對含水量范圍為10%~90%,相差10%為一個梯度)對其種子萌發(fā)和早期幼苗生長的影響,以及后期幼苗響應干旱脅迫(70%~80%為對照,40%~50%、10%~20%為脅迫處理)的生理生態(tài)適應性,并提取葉片RNA,利用Illumina Hi Seq平臺進行轉(zhuǎn)錄組測序。之后對測序結果進行分析,包括GO功能注釋、KEGG通路注釋以及不同處理之間差異表達基因的分析,從而篩選出可能與地楓皮抗旱耐受調(diào)節(jié)相關的大量基因的信息。研究的主要結果如下:1.地楓皮種子在40%~90%土壤含水量范圍內(nèi)均能萌發(fā),但萌發(fā)率各不相同,其中60%和70%相對土壤含水量下的種子萌發(fā)率最高。土壤含水量低于40%不能萌發(fā),但水分脅迫解除后,種子能夠快速萌發(fā)。2.地楓皮早期幼苗在40%~100%土壤含水量范圍內(nèi)均可生長,其中其株高、葉片數(shù)、冠幅、根數(shù)以及各部分生物量均隨土壤含水量的降低呈現(xiàn)出先升后降的趨勢。其中70%相對土壤含水量為最適水分條件,同時地上和地下部分積累的生物量及總生物量也最多。3.地楓皮幼苗在受到干旱脅迫時,其凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、蒸騰速率(Tr)光合參數(shù)均會顯著下降,胞間CO2濃度(Ci)先降后升;葉綠素a(Chla)、葉綠素b(Chlb)含量顯著下降,水分脅迫處理的Car/Chl(a+b)均顯著高于對照。脯氨酸和可溶性糖含量隨著水分脅迫強度加大呈顯著增加。土壤含水量從70%~80%到40%~50%,最后降低至10%~20%的過程中,SOD和POD的活性持續(xù)顯著增強。MDA含量只在土壤含水量為10%~20%時顯著增加。4.獲得的Unigene與NR、String、Swissprot、KEGG、Pfam數(shù)據(jù)庫進行比對,各數(shù)據(jù)庫基因比對數(shù)分別為38938、13493、15198、22823、19398。與NR數(shù)據(jù)庫比對中,物種類別比對率最高的是葡萄屬(Vitis vinifera)。Unigene的COG功能分類將所有的Unigene被劃歸為26個不同的功能類別,其中通用功能和信號轉(zhuǎn)導機制功能基因最多。轉(zhuǎn)錄組的KEGG注釋將所有Unigene注釋到379個通路中。5.差異表達基因的分析表明,兩兩處理互相對比共有的顯著差異基因有124個,其中有28個基因表現(xiàn)為持續(xù)顯著上調(diào),其余96個基因為持續(xù)顯著下調(diào)。70%~80%與10%~20%對比顯著差異表達基因最多,為4451個;其次為70%~80%與40%~50%兩組對比,有差異表達基因2489個;40%~50%和10%~20%對比差異表達基因最少,為753個。6.通過SSR分析共獲得16218個SSR,其中單堿基重復最多,有8644個。SNP分析表明9個樣品SNP數(shù)量按以下順序70%~80%(1-3)、40%~50%(1-3)、10%~20%(1-3)分別為88707、93711、68072、61398、77649、66656、79726、84947、75883。7.通過對樣品間差異表達基因的分析,篩選出5類(b ZIP、DREB、MYB/MYC、NAC、WRKY)與其抗旱相關的轉(zhuǎn)錄因子類基因79個,2個持續(xù)顯著上調(diào)且高豐度表達的IV類幾丁質(zhì)酶基因,以及6個3-磷酸甘油醛脫氫酶基因。這些基因均有可能參與了地楓皮響應干旱脅迫的調(diào)節(jié)過程。
【學位授予單位】：廣西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：Q943.2;Q945.78
【圖文】：

3.2 干旱脅迫對地楓皮幼苗生理指標的影響3.2.1 干旱脅迫對幼苗光合參數(shù)的影響如圖 6 所示，隨著干旱程度的加深，地楓皮幼苗葉片的凈光合速率（Pn）顯著下降，40%~50%土壤含水量的 Pn 顯著大幅下降，只有 0.095μmol·m-2·s-1，且當土壤含水量降至 10%~20%時光合速率為負值。同時氣孔導度（Gs）和蒸騰速率（Tr）均隨土壤含水量的降低表現(xiàn)為持續(xù)下降趨勢。而胞間 CO2濃度(Ci)則表現(xiàn)為先降后升的趨勢。A B

不同水分脅迫下地楓皮幼苗的光合色素含量

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