【摘要】：本研究以小麥“矮抗58”為材料,使用10%聚乙二醇6000(10%PEG6000)作為模擬干旱脅迫的滲透劑,研究3 min He-Ne激光照射對(duì)10%PEG6000干旱脅迫下小麥幼苗生長(zhǎng)發(fā)育及生理生化指標(biāo)的影響,同時(shí)采用高通量Illumina HiSeq2000測(cè)序平臺(tái)技術(shù),對(duì)正常生長(zhǎng)處理組(CK)、10%PEG6000干旱脅迫處理組(P)、單獨(dú)使用3 min He-Ne激光照射處理組(L)、3 min He-Ne激光照射+10%PEG6000干旱脅迫復(fù)合處理組(L+P)的小麥幼苗進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,獲得大量與小麥幼苗響應(yīng)干旱脅迫緊密相關(guān)的基因表達(dá)信息,并運(yùn)用現(xiàn)代分子生物學(xué)和生物信息學(xué)等手段篩選特異表達(dá)基因(DEGs),并對(duì)特異表達(dá)基因進(jìn)行注釋、分析和驗(yàn)證,主要研究結(jié)果如下:干旱脅迫顯著降低了小麥幼苗的株高、根長(zhǎng)、鮮重、干重、相對(duì)含水量、葉綠素含量和蛋白質(zhì)含量;而顯著增加小麥幼苗的MDA含量、抗氧化酶SOD、CAT和APX的活性及抗氧化物質(zhì)含量。與干旱脅迫處理相比,3 min He-Ne激光照射+10%PEG6000干旱脅迫復(fù)合處理下,小麥幼苗的株高、根長(zhǎng)、鮮重、干重、相對(duì)含水量、葉綠素含量、蛋白質(zhì)含量、抗氧化酶SOD、POD和APX的活性及抗氧化物質(zhì)含量顯著增加,而小麥幼苗的MDA含量顯著降低。運(yùn)用I11umina HiSeq2000高通量測(cè)序技術(shù)建立了小麥轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù),獲得CK、P、L和L+P的原始數(shù)據(jù)分別為30 890 152、36 407 862、31 799 704和26 286 622,過(guò)濾后的數(shù)據(jù)分別為29 987 786、35 133 470、30 566 204和24 955 236。通過(guò)對(duì)表達(dá)基因序列組裝、功能注釋和代謝途徑等分析,獲得大量功能基因和代謝通路。在L+P與P文庫(kù)中,我們對(duì)挑選出來(lái)的1 297個(gè)差異表達(dá)基因進(jìn)行GO功能富集分析和KEGG代謝途徑分析,1 000個(gè)基因參與細(xì)胞組分,1 384個(gè)基因參與分子功能,2 237個(gè)基因參與生物學(xué)過(guò)程;丙酮酸代謝、植物病原體相互作用和植物激素相互轉(zhuǎn)導(dǎo)等9種途徑影響顯著。通過(guò)GO和KEGG等數(shù)據(jù)庫(kù)的功能注釋和代謝途徑分析,發(fā)現(xiàn)小麥在響應(yīng)干旱脅迫過(guò)程中主要表現(xiàn)在植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和糖代謝通路中。被注釋的差異表達(dá)基因中,與ABA合成有關(guān)的酶、與干旱相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子以及功能蛋白等在表達(dá)中顯著上調(diào)。上述結(jié)果表明,干旱脅迫對(duì)小麥幼苗的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化功能影響顯著,而3 min He-Ne激光照射可有效緩解干旱脅迫對(duì)小麥幼苗生長(zhǎng)的抑制作用,并通過(guò)促進(jìn)其葉片中酶類和滲透脅迫性物質(zhì)的產(chǎn)生,有效減少干旱脅迫產(chǎn)生的脂質(zhì)過(guò)氧化物含量,從而提高其耐旱性。同時(shí)從轉(zhuǎn)錄組學(xué)水平上探討了3 min He-Ne激光照射后經(jīng)干旱脅迫的小麥幼苗轉(zhuǎn)錄組基因的差異表達(dá)情況,通過(guò)高通量測(cè)序表達(dá)譜分析,獲得了與3 min He-Ne激光照射小麥抗旱性緊密相關(guān)的特異表達(dá)基因,解析激光照射增強(qiáng)小麥抗旱性過(guò)程中一些關(guān)鍵基因的生物學(xué)功能,進(jìn)一步挖掘相關(guān)基因并揭示3 min He-Ne激光照射增強(qiáng)小麥抗旱性的分子機(jī)制,并為He-Ne激光輻照應(yīng)用于提高植物抗旱性的研究提供科學(xué)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。
【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)】：S512.1
【圖文】：

-Ne 激光照射對(duì)干旱脅迫下小麥幼苗形態(tài)、生理和生化指e-Ne 激光照射對(duì)干旱脅迫小麥幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響了分析 He-Ne 激光照射對(duì)干旱脅迫小麥幼苗在植物表型中的影響，我們 15 天左右的 3 個(gè)處理組和對(duì)照組小麥幼苗植株進(jìn)行拍照，如圖 3-1 所示下，小麥幼苗的長(zhǎng)勢(shì)弱于對(duì)照組，而激光照射經(jīng)干旱脅迫處理的小麥幼理的小麥幼苗長(zhǎng)勢(shì)好。然后分別選取 21 株小麥幼苗，對(duì)它們的株高和主統(tǒng)計(jì)分析（表 3-1）。結(jié)果顯示：干旱脅迫處理的小麥幼苗，其株高和上要比對(duì)照組植株短（P<0.05）；3 min He-Ne 激光照射+10% PEG6000 理組，其植株的株高和根長(zhǎng)明顯高于干旱脅迫處理的小麥幼苗（P<0.05比表型無(wú)顯著差異。

第三章 結(jié)果與分析和葉綠素總量均顯著降低（P<0.05）；與干旱脅迫處理組相比，3 min He-Ne 激光照射的小麥幼苗經(jīng)干旱脅迫后，其葉綠素 a、葉綠素 b、葉綠素總量均顯著提高（P<0.05）這些結(jié)果表明：干旱脅迫負(fù)面影響小麥幼苗的各個(gè)生理水平方面；我們推測(cè) He-Ne 激光照射干旱脅迫下的小麥幼苗可能與葉綠素積累的合成相關(guān)，但對(duì)于其調(diào)控機(jī)制還需要進(jìn)一步的驗(yàn)證。

激光照射增強(qiáng)小麥抗旱性的分子機(jī)制研究圖 3-3 所示：在干旱脅迫下，小麥幼苗的 SOD、CAT 和 APX 酶活性均顯著升高（P<0.05）而 POD 酶活性在一定程度上有所升高，這說(shuō)明小麥幼苗的 SOD、POD、CAT 和 APX酶活性增強(qiáng)對(duì)干旱脅迫具有適應(yīng)性，從而提高小麥幼苗的抗旱性。與干旱脅迫處理組相比，3 min He-Ne 激光照射的小麥幼苗經(jīng)干旱脅迫后，其 SOD、POD 和 APX 酶活性顯著增強(qiáng)（P<0.05），而 CAT 酶活性在一定程度上有所增加，這些結(jié)果說(shuō)明：3 min He-N激光照射可以在一定程度上緩解干旱脅迫造成的氧化損傷，從而增強(qiáng)了小麥幼苗對(duì)干旱脅迫的適應(yīng)性反應(yīng)。

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1 焦立新;;1例BX亞型的分子機(jī)制研究[J];中國(guó)輸血雜志;2010年S1期

2 張琦;朱耐偉;朱勇U

本文編號(hào)：2776255