基于多組學(xué)的茶樹種質(zhì)資源及抗旱性研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-17 22:01
茶樹生性喜濕,由于種植區(qū)氣候的變化,茶樹經(jīng)常會(huì)遭受干旱脅迫危害,以致于嚴(yán)重影響茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)。開展茶樹抗旱機(jī)制研究和培育抗旱新品種尤為重要。本研究首先基于代謝組學(xué)方法對(duì)兩種茶樹種質(zhì)資源(‘青農(nóng)3號(hào)’和‘青農(nóng)38號(hào)’)進(jìn)行鑒定,隨后以抗旱性強(qiáng)的‘青農(nóng)3號(hào)’為研究對(duì)象,應(yīng)用高通量轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)(RNA-seq)、廣泛靶向代謝組學(xué)技術(shù)及生物信息學(xué)分析手段,從茶樹的生理響應(yīng)、基因表達(dá)、代謝物譜變化等方面全面系統(tǒng)地探究了外源脫落酸(ABA)對(duì)緩解茶樹干旱脅迫的分子調(diào)控機(jī)制。同時(shí),通過轉(zhuǎn)錄組和代謝組聯(lián)合分析,初步揭示了干旱脅迫下外源噴施ABA對(duì)茶樹的初級(jí)代謝和次級(jí)代謝的響應(yīng)機(jī)制和變化規(guī)律。主要研究結(jié)果如下:1.結(jié)合農(nóng)藝性狀、生物化學(xué)、代謝組學(xué)和感官審評(píng)等綜合的評(píng)價(jià)體系,比較鑒定了兩種茶樹種質(zhì)資源。結(jié)果表明,‘青農(nóng)3號(hào)’和‘青農(nóng)38號(hào)’比對(duì)照品種‘寒梅’具有萌芽早、產(chǎn)量高的特點(diǎn);生化成分結(jié)果表明‘青農(nóng)3號(hào)’中茶多酚和兒茶素的含量最高,咖啡堿含量在‘青農(nóng)38號(hào)’中最低;代謝組分析發(fā)現(xiàn),‘青農(nóng)3號(hào)’在兒茶素的生物合成中具有較高的活性,特別是表兒茶素沒食子酸酯(ECG)和表沒食子兒茶素沒食子酸酯(EGCG...
【文章來源】:煙臺(tái)大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:108 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 引言
1 干旱對(duì)植物的影響
1.1 干旱脅迫對(duì)植物的形態(tài)和生理影響
1.2 植物對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)機(jī)制
1.2.1 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)
1.2.2 活性氧清除系統(tǒng)
1.2.3 內(nèi)源激素響應(yīng)
1.2.4 分子響應(yīng)
2 茶樹干旱脅迫的研究進(jìn)展
2.1 生理生化研究進(jìn)展
2.2 分子機(jī)制研究進(jìn)展
3 研究的目的和意義
第二章 基于代謝組學(xué)對(duì)茶樹品種的鑒定和評(píng)價(jià)
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 農(nóng)藝性狀測定
1.2.2 品質(zhì)成分測定
1.2.3 茶樹葉片中代謝物含量測定(GC-MS)
1.2.4 類黃酮物質(zhì)的測定(LC-MS/MS)
1.2.5 茶葉感官審評(píng)
2 結(jié)果與討論
2.1 農(nóng)藝性狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果
2.2 品質(zhì)成分測定結(jié)果
2.3 GC-MS代謝組測定結(jié)果
2.3.1 代謝物鑒定及多元統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果
2.3.2 差異代謝物的聚類分析結(jié)果
2.3.3 差異代謝物通路富集分析
2.3.4 氨基酸和糖類代謝通路分析
2.4 類黃酮物質(zhì)的定量結(jié)果與分析
2.4.1 類黃酮物質(zhì)定量分析
2.4.2 類黃酮代謝通路分析
2.5 茶葉感官審評(píng)
3 小結(jié)
第三章 基于轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析外源脫落酸對(duì)茶樹干旱脅迫的調(diào)控機(jī)制
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料及處理
1.1.1 試驗(yàn)材料
1.1.2 試驗(yàn)處理
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 生理指標(biāo)測定
1.2.2 總RNA提取和檢測
1.2.3 RNA文庫構(gòu)建及測序
1.2.4 數(shù)據(jù)預(yù)處理和從頭拼接
1.2.5 差異表達(dá)基因qRT-PCR表達(dá)分析
2 結(jié)果和分析
2.1 生理指標(biāo)測定結(jié)果
2.2 轉(zhuǎn)錄組測序與拼接
2.3 Clean reads比對(duì)分析
2.4 差異基因鑒定
2.5 差異基因的GO分類及富集分析
2.6 KEGG富集分析
2.7 谷胱甘肽代謝、光合作用、卟啉和葉綠素代謝差異表達(dá)基因
2.8 蔗糖和淀粉代謝、TCA循環(huán)和糖酵解差異表達(dá)基因
2.9 熒光定量PCR驗(yàn)證
3 討論
4.小結(jié)
第四章 基于代謝組學(xué)分析及關(guān)聯(lián)分析外源脫落酸對(duì)干旱脅迫下茶樹的影響
1 材料與方法
1.1 材料及處理
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 樣品提取
1.2.2 色譜質(zhì)譜采集條件
1.2.3 數(shù)據(jù)處理
1.2.4 數(shù)據(jù)分析
2 結(jié)果與分析
2.1 代謝物的鑒定
2.2 MD vs SD處理組多元統(tǒng)計(jì)分析和差異代謝物分析
2.3 MD vs ABA處理組多元統(tǒng)計(jì)分析和差異代謝物分析
2.4 SD vs ABA處理組多元統(tǒng)計(jì)分析和差異代謝物分析
2.5 不同處理組差異代謝物通路富集分析
2.6 轉(zhuǎn)錄組和代謝組的聯(lián)合分析
2.6.1 脂質(zhì)代謝關(guān)聯(lián)分析
2.6.2 黃酮類物質(zhì)合成關(guān)聯(lián)分析
3 討論
4 小結(jié)
全文總結(jié)
附錄
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]干旱脅迫下高羊茅葉片的代謝組學(xué)分析[J]. 李小冬,王小利,王茜,張瑜,蔡璐. 中國草地學(xué)報(bào). 2016(05)
[2]脫落酸對(duì)干旱脅迫下茶樹生理特性的影響[J]. 周琳,徐輝,朱旭君,陳暄,王玉花,房婉萍,黎星輝. 茶葉科學(xué). 2014(05)
[3]外源ABA對(duì)低溫脅迫下冬小麥細(xì)胞膜脂組分及膜透性的影響[J]. 王軍虹,徐琛,蒼晶,于晶,張成亮,王興,王健飛,王祖建,蒼煒. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(10)
[4]茶樹耐旱機(jī)理及抗旱節(jié)水研究進(jìn)展[J]. 劉聲傳,陳亮. 茶葉科學(xué). 2014(02)
[5]脫落酸在植物抗性生理中的作用[J]. 張會(huì). 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(02)
[6]外源ABA對(duì)茶樹抗寒生理指標(biāo)的影響[J]. 張麗,周欣,蔣家月,江昌俊,朱政. 茶業(yè)通報(bào). 2012(02)
[7]干旱脅迫對(duì)玉米苗期植株生長和光合特性的影響[J]. 張仁和,薛吉全,浦軍,趙兵,張興華,鄭友軍,卜令鐸. 作物學(xué)報(bào). 2011(03)
[8]利用形態(tài)學(xué)和生物化學(xué)標(biāo)記評(píng)估印度阿薩姆茶園茶樹資源的遺傳變異(英文)[J]. R.N.Das,R.K.Bhagobaty. 茶葉. 2010(03)
[9]水分脅迫下外源ABA提高甘蔗抗旱性的作用機(jī)制[J]. 李長寧,Manoj Kumar SRIVASTAVA,農(nóng)倩,李楊瑞. 作物學(xué)報(bào). 2010(05)
[10]干旱脅迫下樹木的抗旱機(jī)理與抗旱造林技術(shù)[J]. 鄧東周,范志平,李平,王紅,孫學(xué)凱,高俊剛,曾德慧. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2008(03)
博士論文
[1]高溫和干旱脅迫下茶樹轉(zhuǎn)錄組分析及Histone H1基因的功能鑒定[D]. 王偉東.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]酸棗適應(yīng)干旱的生理特征和氧化還原特征物質(zhì)研究[D]. 王勇.中國科學(xué)院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2016
[3]茶樹對(duì)干旱脅迫和復(fù)水響應(yīng)的生理、分子機(jī)理[D]. 劉聲傳.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2015
碩士論文
[1]陸地棉野生種系基于轉(zhuǎn)錄組與代謝組學(xué)抗旱分子機(jī)制研究[D]. 張傳義.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2018
[2]外源ABA及其抑制劑對(duì)茶樹抗冷性的影響[D]. 王儲(chǔ).南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]不同水分處理下鐵觀音茶樹的生理機(jī)制及其差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D]. 莊重光.福建農(nóng)林大學(xué) 2008
[4]茶樹抗旱生理生化機(jī)制的研究[D]. 劉玉英.西南大學(xué) 2006
本文編號(hào):3348585
【文章來源】:煙臺(tái)大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:108 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 引言
1 干旱對(duì)植物的影響
1.1 干旱脅迫對(duì)植物的形態(tài)和生理影響
1.2 植物對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)機(jī)制
1.2.1 滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)
1.2.2 活性氧清除系統(tǒng)
1.2.3 內(nèi)源激素響應(yīng)
1.2.4 分子響應(yīng)
2 茶樹干旱脅迫的研究進(jìn)展
2.1 生理生化研究進(jìn)展
2.2 分子機(jī)制研究進(jìn)展
3 研究的目的和意義
第二章 基于代謝組學(xué)對(duì)茶樹品種的鑒定和評(píng)價(jià)
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 農(nóng)藝性狀測定
1.2.2 品質(zhì)成分測定
1.2.3 茶樹葉片中代謝物含量測定(GC-MS)
1.2.4 類黃酮物質(zhì)的測定(LC-MS/MS)
1.2.5 茶葉感官審評(píng)
2 結(jié)果與討論
2.1 農(nóng)藝性狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果
2.2 品質(zhì)成分測定結(jié)果
2.3 GC-MS代謝組測定結(jié)果
2.3.1 代謝物鑒定及多元統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果
2.3.2 差異代謝物的聚類分析結(jié)果
2.3.3 差異代謝物通路富集分析
2.3.4 氨基酸和糖類代謝通路分析
2.4 類黃酮物質(zhì)的定量結(jié)果與分析
2.4.1 類黃酮物質(zhì)定量分析
2.4.2 類黃酮代謝通路分析
2.5 茶葉感官審評(píng)
3 小結(jié)
第三章 基于轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析外源脫落酸對(duì)茶樹干旱脅迫的調(diào)控機(jī)制
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料及處理
1.1.1 試驗(yàn)材料
1.1.2 試驗(yàn)處理
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 生理指標(biāo)測定
1.2.2 總RNA提取和檢測
1.2.3 RNA文庫構(gòu)建及測序
1.2.4 數(shù)據(jù)預(yù)處理和從頭拼接
1.2.5 差異表達(dá)基因qRT-PCR表達(dá)分析
2 結(jié)果和分析
2.1 生理指標(biāo)測定結(jié)果
2.2 轉(zhuǎn)錄組測序與拼接
2.3 Clean reads比對(duì)分析
2.4 差異基因鑒定
2.5 差異基因的GO分類及富集分析
2.6 KEGG富集分析
2.7 谷胱甘肽代謝、光合作用、卟啉和葉綠素代謝差異表達(dá)基因
2.8 蔗糖和淀粉代謝、TCA循環(huán)和糖酵解差異表達(dá)基因
2.9 熒光定量PCR驗(yàn)證
3 討論
4.小結(jié)
第四章 基于代謝組學(xué)分析及關(guān)聯(lián)分析外源脫落酸對(duì)干旱脅迫下茶樹的影響
1 材料與方法
1.1 材料及處理
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 樣品提取
1.2.2 色譜質(zhì)譜采集條件
1.2.3 數(shù)據(jù)處理
1.2.4 數(shù)據(jù)分析
2 結(jié)果與分析
2.1 代謝物的鑒定
2.2 MD vs SD處理組多元統(tǒng)計(jì)分析和差異代謝物分析
2.3 MD vs ABA處理組多元統(tǒng)計(jì)分析和差異代謝物分析
2.4 SD vs ABA處理組多元統(tǒng)計(jì)分析和差異代謝物分析
2.5 不同處理組差異代謝物通路富集分析
2.6 轉(zhuǎn)錄組和代謝組的聯(lián)合分析
2.6.1 脂質(zhì)代謝關(guān)聯(lián)分析
2.6.2 黃酮類物質(zhì)合成關(guān)聯(lián)分析
3 討論
4 小結(jié)
全文總結(jié)
附錄
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]干旱脅迫下高羊茅葉片的代謝組學(xué)分析[J]. 李小冬,王小利,王茜,張瑜,蔡璐. 中國草地學(xué)報(bào). 2016(05)
[2]脫落酸對(duì)干旱脅迫下茶樹生理特性的影響[J]. 周琳,徐輝,朱旭君,陳暄,王玉花,房婉萍,黎星輝. 茶葉科學(xué). 2014(05)
[3]外源ABA對(duì)低溫脅迫下冬小麥細(xì)胞膜脂組分及膜透性的影響[J]. 王軍虹,徐琛,蒼晶,于晶,張成亮,王興,王健飛,王祖建,蒼煒. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(10)
[4]茶樹耐旱機(jī)理及抗旱節(jié)水研究進(jìn)展[J]. 劉聲傳,陳亮. 茶葉科學(xué). 2014(02)
[5]脫落酸在植物抗性生理中的作用[J]. 張會(huì). 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2013(02)
[6]外源ABA對(duì)茶樹抗寒生理指標(biāo)的影響[J]. 張麗,周欣,蔣家月,江昌俊,朱政. 茶業(yè)通報(bào). 2012(02)
[7]干旱脅迫對(duì)玉米苗期植株生長和光合特性的影響[J]. 張仁和,薛吉全,浦軍,趙兵,張興華,鄭友軍,卜令鐸. 作物學(xué)報(bào). 2011(03)
[8]利用形態(tài)學(xué)和生物化學(xué)標(biāo)記評(píng)估印度阿薩姆茶園茶樹資源的遺傳變異(英文)[J]. R.N.Das,R.K.Bhagobaty. 茶葉. 2010(03)
[9]水分脅迫下外源ABA提高甘蔗抗旱性的作用機(jī)制[J]. 李長寧,Manoj Kumar SRIVASTAVA,農(nóng)倩,李楊瑞. 作物學(xué)報(bào). 2010(05)
[10]干旱脅迫下樹木的抗旱機(jī)理與抗旱造林技術(shù)[J]. 鄧東周,范志平,李平,王紅,孫學(xué)凱,高俊剛,曾德慧. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué). 2008(03)
博士論文
[1]高溫和干旱脅迫下茶樹轉(zhuǎn)錄組分析及Histone H1基因的功能鑒定[D]. 王偉東.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[2]酸棗適應(yīng)干旱的生理特征和氧化還原特征物質(zhì)研究[D]. 王勇.中國科學(xué)院研究生院(教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心) 2016
[3]茶樹對(duì)干旱脅迫和復(fù)水響應(yīng)的生理、分子機(jī)理[D]. 劉聲傳.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2015
碩士論文
[1]陸地棉野生種系基于轉(zhuǎn)錄組與代謝組學(xué)抗旱分子機(jī)制研究[D]. 張傳義.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 2018
[2]外源ABA及其抑制劑對(duì)茶樹抗冷性的影響[D]. 王儲(chǔ).南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]不同水分處理下鐵觀音茶樹的生理機(jī)制及其差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究[D]. 莊重光.福建農(nóng)林大學(xué) 2008
[4]茶樹抗旱生理生化機(jī)制的研究[D]. 劉玉英.西南大學(xué) 2006
本文編號(hào):3348585
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