【摘要】：高溫和干旱是影響糧食產(chǎn)量主要的兩個(gè)因素,高溫和干旱常常相伴發(fā)生,對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生復(fù)合脅迫,與單一脅迫相比復(fù)合脅迫通常會(huì)出現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)或拮抗效應(yīng),而水稻對(duì)高溫干旱復(fù)合脅迫響應(yīng)的機(jī)理尚未明確。本文以耐熱性水稻品種Nagina22-19379(N22)為材料,研究水稻應(yīng)答高溫干旱復(fù)合脅迫的生理和分子機(jī)制。本論文的研究結(jié)果如下:(1)以N22為材料,在水稻生殖生長(zhǎng)期分別進(jìn)行3,5,7,9,14天的高溫干旱復(fù)合脅迫,通過對(duì)不同脅迫處理下水稻劍葉中保護(hù)酶活性、丙二醛、可溶性糖、可溶性蛋白、游離脯氨酸和激素等生理指標(biāo)的測(cè)定。結(jié)果表明:高溫干旱復(fù)合脅迫下,水稻葉片中的保護(hù)酶SOD和POD的活性降低,降低了水稻的抗氧化能力;水稻內(nèi)源激素中IAA、ZT和GA含量下降,而ABA和SA含量上升;水稻葉片游離脯氨酸、可溶性蛋白質(zhì)和可溶性糖含量下降,丙二醛含量上升。(2)采用高通量測(cè)序技術(shù),分析了N22高溫干旱復(fù)合脅迫下處理組(FH)和正常生長(zhǎng)對(duì)照組(CK)兩個(gè)小RNA文庫,鑒定出了494個(gè)保守的miRNA、1458個(gè)新的miRNA以及48個(gè)差異顯著表達(dá)的miRNA。(3)利用生物信息學(xué)對(duì)顯著性差異的miRNA分別進(jìn)行靶基因預(yù)測(cè),共預(yù)測(cè)得到1087個(gè)靶基因,對(duì)預(yù)測(cè)的靶基因進(jìn)行了GO和Pathway的功能富集。并選取5對(duì)miRNA及其靶基因(osa-miR414/LOC_Os02g41680、osa-miR394/LOC_Os02g54140、osa-miR397b/LOC_Os08g35210、osa-miR5078/LOC_Os03g40540、osa-miR396d/LOC_Os02g53690)進(jìn)行熒光定量PCR檢測(cè),結(jié)果顯示:檢測(cè)的5個(gè)miRNA的表達(dá)結(jié)果與測(cè)序結(jié)果一致,同時(shí)miRNA表達(dá)與其靶基因呈負(fù)調(diào)控關(guān)系。本研究對(duì)水稻劍葉在高溫干旱復(fù)合脅迫下生理生化指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè),利用高通量測(cè)序獲得了一批與高溫干旱復(fù)合脅迫應(yīng)答相關(guān)的miRNA;利用生物信息學(xué)對(duì)其靶標(biāo)基因進(jìn)行了預(yù)測(cè),并進(jìn)行了靶標(biāo)基因的功能注釋和富集分析;最后用實(shí)時(shí)熒光PCR技術(shù)對(duì)5個(gè)差異的miRNA及其靶基因進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明結(jié)果與測(cè)序結(jié)果一致,并呈負(fù)調(diào)控關(guān)系。
【圖文】：

NA 經(jīng)過轉(zhuǎn)錄、加工成熟和功能復(fù)合體裝配這 3 個(gè)主要步A 基因最初在核內(nèi)由 RNA 聚合酶 II 作用生成 pri-miRNA。 exportin 5 的作用下被輸送致細(xì)胞質(zhì)中。在加工成熟階段CL1 和 HYL1 蛋白的幫助下，完成兩次剪切步驟而生成[32]同源蛋白對(duì)前體 3' 端的堿基突出信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，將前體1 和 SERRATE 兩個(gè)蛋白酶的協(xié)助下[35-36]，剪切成 miRNA:mi甲基酶的作用下完成甲基化。雙鏈在解旋酶（Helicase）降解，miRNA 單鏈與蛋白形成沉默復(fù)合體(RISC)進(jìn)行降。

圖 2-1 高溫干旱復(fù)合脅迫下水稻葉片 SOD 和 POD 活性的變化(A)高溫干旱復(fù)合脅迫下水稻葉片 SOD 活性的變化(B)高溫干旱復(fù)合脅迫下水稻葉片 POD 活性的變化Fig.2-1 Changes of SOD and POD activity of rice leaves under the combined stress of high temperature and drough(A)Changes of SOD activity of rice leaves under the combined stress of high temperature and drought(B)Changes oPOD activity of rice leaves under the combined stress of high temperature and drought2.2 高溫干旱復(fù)合脅迫對(duì)水稻葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響植物在逆境脅迫下膜脂常常會(huì)發(fā)生過氧化作用生成 MDA 產(chǎn)物，MDA 的積累量可被看做細(xì)胞膜過氧化作用強(qiáng)弱和質(zhì)膜破壞程度的指標(biāo)[128]。水稻的高溫干旱迫能夠誘導(dǎo)氧化脅迫從而導(dǎo)致水稻細(xì)胞膜脂氧化和膜結(jié)構(gòu)的破壞，同時(shí)水稻葉片的 MDA 就會(huì)積累增加。本實(shí)驗(yàn)中隨著高溫干旱復(fù)合脅迫天數(shù)的增加，水稻葉片的 MDA 含量是呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)（圖 2-2A），，并在第九天達(dá)到最高值，說明隨著合脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)水稻細(xì)胞膜脂氧化程度越高，細(xì)胞膜被破壞的程度越大。可溶性糖和可溶性蛋白都是植物細(xì)胞內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。可溶性糖在細(xì)
【學(xué)位授予單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S511

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2676324