本研究以內(nèi)蒙古地區(qū)主栽品種‘克新1號’為試驗材料,采用溫室內(nèi)盆栽試驗方法,研究不同水分處理對馬鈴薯萌芽出苗期根系生育形態(tài)、生理生化及內(nèi)源激素含量的影響,分析萌芽出苗期根系生育對水分處理的形態(tài)、生理響應(yīng),并利用高通量測序平臺,從轉(zhuǎn)錄組水平分析根系基因的差異表達(dá),研究馬鈴薯萌芽出苗期根系生育對水分處理應(yīng)答的分子機(jī)制,為馬鈴薯抗旱性鑒定、水分科學(xué)管理及培育抗旱型新品種提供理論依據(jù)與數(shù)據(jù)支持。主要研究結(jié)果如下:1.馬鈴薯萌芽出苗期間,土壤相對含水量低于或等于50%,根系體積、根系吸收總面積、根系活躍吸收面積降低,抑制萌芽出苗期根系的生長發(fā)育;根系通過提高根系活力、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、SOD活性、CAT活性和POD活性來應(yīng)對水分脅迫。2.馬鈴薯萌芽出苗期間,土壤相對含水量低于或等于50%,根系中IAA含量降低,ABA含量、SA含量迅速升高;JA含量在水分處理后期出現(xiàn)升高現(xiàn)象,GA含量增加幅度較小。馬鈴薯在水分處理下優(yōu)先合成ABA和SA,再合成JA,以響應(yīng)水分的變化。3.通過對轉(zhuǎn)錄組測序分析,在正常供水、中度水分處理和重度水分處理中分別獲得7.08G、7.13G和7.38G的clean r... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 引言
    1.1 馬鈴薯對水分處理的響應(yīng)機(jī)制
        1.1.1 馬鈴薯根系對水分處理的響應(yīng)
        1.1.2 馬鈴薯滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)對水分處理的響應(yīng)
        1.1.3 馬鈴薯活性氧代謝系統(tǒng)對水分處理的響應(yīng)
        1.1.4 馬鈴薯內(nèi)源激素對水分處理的響應(yīng)
        1.1.5 馬鈴薯在水分處理下的基因響應(yīng)
        1.1.6 馬鈴薯抗旱基因工程
    1.2 轉(zhuǎn)錄組水平上植物耐旱分子機(jī)制
        1.2.1 轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)及優(yōu)勢
        1.2.2 基于RNA-Seq的植物耐旱分子機(jī)理研究
    1.3 根系發(fā)育的調(diào)控機(jī)理
        1.3.1 根系發(fā)育的基因表達(dá)調(diào)控
        1.3.2 根系發(fā)育的激素調(diào)控
    1.4 立題依據(jù)及研究方案
        1.4.1 立題依據(jù)
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
        1.4.3 研究方案
2 土壤水分處理下馬鈴薯萌芽出苗期根系的生理響應(yīng)
    2.1 材料與方法
        2.1.1 試驗材料和方法
        2.1.2 測定指標(biāo)和方法
        2.1.3 數(shù)據(jù)處理
    2.2 結(jié)果與分析
        2.2.1 根系體積的變化
        2.2.2 根系總吸收面積、活躍吸收面積的變化
        2.2.3 根系活力的變化
        2.2.4 根系中丙二醛含量的變化
        2.2.5 根系中脯氨酸含量的變化
        2.2.6 根系中可溶性蛋白含量的變化
        2.2.7 根系中SOD活性的變化
        2.2.8 根系中CAT活性的變化
        2.2.9 根系中POD活性的變化
        2.2.10 各生理指標(biāo)相關(guān)性分析
    2.3 討論
        2.3.1 土壤水分對根系體積、根總吸收面積、根活躍吸收面積、根系活力影響
        2.3.2 土壤水分處理下根系滲透調(diào)節(jié)作用
        2.3.3 土壤水分處理下根系保護(hù)酶作用
3 土壤水分對馬鈴薯萌芽出苗期根系內(nèi)源激素含量的影響
    3.1 材料與方法
        3.1.1 試驗材料與方法
        3.1.2 測定指標(biāo)和方法
        3.1.3 數(shù)據(jù)處理
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 根系內(nèi)源激素IAA含量的變化
        3.2.2 根系內(nèi)源激素ABA含量的變化
        3.2.3 根系內(nèi)源激素SA含量的變化
        3.2.4 根系內(nèi)源激素JA含量的變化
        3.2.5 根系內(nèi)源激素GA含量的變化
        3.2.6 內(nèi)源激素與各生理指標(biāo)的相關(guān)性分析
    3.3 討論
        3.3.1 根系內(nèi)源激素IAA對土壤水分的響應(yīng)
        3.3.2 根系內(nèi)源激素ABA對土壤水分的響應(yīng)
        3.3.3 根系內(nèi)源激素SA對土壤水分的響應(yīng)
        3.3.4 根系內(nèi)源激素JA對土壤水分的響應(yīng)
        3.3.5 根系內(nèi)源激素GA對土壤水分的響應(yīng)
4 土壤水分處理下馬鈴薯出苗期根系轉(zhuǎn)錄組分析
    4.1 試驗方法
        4.1.1 試驗材料的準(zhǔn)備及水分處理
        4.1.2 根系總RNA的提取
        4.1.3 IlluminacDNA文庫構(gòu)建及測序
        4.1.4 測序數(shù)據(jù)質(zhì)量評估
        4.1.5 RAW數(shù)據(jù)處理組
        4.1.6 樣本間基因表達(dá)和豐度分析
        4.1.7 樣本間差異表達(dá)基因分析
        4.1.8 差異表達(dá)基因的功能注釋與分析
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 Total RNA質(zhì)量檢測結(jié)果
        4.2.2 轉(zhuǎn)錄組測序質(zhì)量檢測及測序數(shù)據(jù)過濾分析結(jié)果
        4.2.3 RAW數(shù)據(jù)整理分析結(jié)果
        4.2.4 基因表達(dá)水平分析
        4.2.5 不同樣本差異表達(dá)基因分析
        4.2.6 差異表達(dá)基因的GO富集分析
        4.2.7 差異表達(dá)基因KEGG富集分析
        4.2.8 根系中谷胱甘肽代謝反應(yīng)
        4.2.9 根系內(nèi)源激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的反應(yīng)
        4.2.10 根系中蛋白激酶、蛋白磷酸酶的反應(yīng)
        4.2.11 轉(zhuǎn)錄因子的反應(yīng)
        4.2.12 相關(guān)基因的表達(dá)水平及與相應(yīng)生理指標(biāo)相關(guān)性分析
    4.3 討論
        4.3.1 根系谷胱甘肽代謝對土壤水分的響應(yīng)
        4.3.2 根系激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)對土壤水分的響應(yīng)
        4.3.3 蛋白激酶和蛋白磷酸酶對土壤水分的響應(yīng)
        4.3.4 轉(zhuǎn)錄因子對土壤水分的響應(yīng)
        4.3.5 耐旱相關(guān)基因與根系發(fā)育相關(guān)基因?qū)ν寥浪值捻憫?yīng)
5 萌芽出苗期根系差異表達(dá)基因驗證分析
    5.1 材料與方法
        5.1.1 植物材料和脅迫處理
        5.1.2 引物設(shè)計
        5.1.3 RNA提取和反轉(zhuǎn)錄
        5.1.4 實時熒光定量PCR(qRT-PCR)檢測
        5.1.5 數(shù)據(jù)分析
    5.2 結(jié)果與分析
        5.2.1 各處理樣本實時擴(kuò)增曲線圖和擴(kuò)增產(chǎn)物溶解曲線圖
        5.2.2 qRT-PCR檢測結(jié)
    5.3 討論
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]干旱脅迫下割手密根系轉(zhuǎn)錄組差異表達(dá)分析[J]. 劉洪博,劉新龍,蘇火生,陸鑫,徐超華,毛鈞,林秀琴,李純佳,李旭娟,字秋艷.  中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(06)
[2]赤霉素對干旱脅迫下高羊茅萌發(fā)及幼苗生長的緩解效應(yīng)[J]. 陳志飛,宋書紅,張曉娜,張瑩,李欣悅,楊云貴.  草業(yè)學(xué)報. 2016(06)
[3]利用高通量測序分析甘蔗的抗旱響應(yīng)機(jī)制[J]. 程志遠(yuǎn),李穆,石瑩,何平,何麗蓮,李富生.  分子植物育種. 2015(09)
[4]旱脅迫和復(fù)水處理后馬鈴薯轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄組分析[J]. 鞏檑,張麗,聶峰杰,陳虞超,甘曉燕,石磊,宋玉霞,郭志乾,王峰.  分子植物育種. 2015(08)
[5]貴州野生柑橘的抗旱性及其活性氧代謝對干旱脅迫的響應(yīng)[J]. 馬文濤,樊衛(wèi)國.  果樹學(xué)報. 2014(03)
[6]水分脅迫下馬鈴薯SnRK2基因的表達(dá)模式與生理響應(yīng)[J]. 毛娟,白江平,張俊蓮,范阿棋,馬宗桓,吳金紅,王蒂.  中國沙漠. 2014(02)
[7]適當(dāng)保水劑施用和覆蓋促進(jìn)旱作馬鈴薯生長發(fā)育和產(chǎn)量提高[J]. 李倩,劉景輝,張磊,陳勤,于健,Surya N.Achary.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2013(07)
[8]干旱脅迫下馬鈴薯葉片脯氨酸、丙二醛含量變化及與耐旱性的相關(guān)性分析[J]. 丁玉梅,馬龍海,周曉罡,姚春馨,董祿風(fēng),孫茂林.  西南農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2013(01)
[9]馬鈴薯乙烯響應(yīng)因子基因的克隆表達(dá)及生物信息學(xué)分析[J]. 馮丹,劉柏林,王永林,張寧,文義凱,司懷軍,王蒂.  甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2013(01)
[10]作物抗旱分子機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 張斌,秦嶺,王瑩瑩,范仲學(xué),畢玉平.  山東農(nóng)業(yè)科學(xué). 2011(12)

博士論文
[1]馬鈴薯對不同生育時期水分脅迫及復(fù)水的生理和分子響應(yīng)機(jī)制[D]. 劉素軍.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]轉(zhuǎn)不同外源基因提高薯類作物抗逆能力的研究[D]. 成雨潔.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[3]馬鈴薯對水分的響應(yīng)及膜下滴灌技術(shù)增產(chǎn)機(jī)制的研究[D]. 秦軍紅.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[4]馬鈴薯對水分脅迫的生理響應(yīng)及抗旱調(diào)控措施研究[D]. 李倩.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2011
[5]小冠花抗L-羥基脯氨酸（Hyp）變異系離體篩選及其耐鹽性研究[D]. 韓曉玲.西北大學(xué) 2006

碩士論文
[1]干旱脅迫馬鈴薯葉片轉(zhuǎn)錄組分析[D]. 王潔.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[2]水分脅迫對馬鈴薯生理指標(biāo)和葉片結(jié)構(gòu)的影響[D]. 盧福順.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[3]不同馬鈴薯品種根系提水能力與抗旱性研究[D]. 李亞杰.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[4]馬鈴薯干旱危害及提高抗旱性的研究[D]. 焦志麗.東北林業(yè)大學(xué) 2012
[5]轉(zhuǎn)AtCIPK23基因馬鈴薯耐旱性的初步研究[D]. 吳明陽.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[6]水分脅迫下不同馬鈴薯品種的耐旱生理研究[D]. 薩如拉.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[7]水分虧缺對玉米生理指標(biāo)、形態(tài)特性及解剖結(jié)構(gòu)的影響[D]. 馬旭鳳.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2010
[8]水分脅迫對馬鈴薯生長與生理特性的影響[D]. 賈瓊.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
[9]ODREB2B基因轉(zhuǎn)化馬鈴薯及轉(zhuǎn)BcBCP1基因馬鈴薯后代鑒定[D]. 崔少彬.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009
[10]馬鈴薯不同品種的抗旱性評價及Fe-SOD基因的研究[D]. 武新娟.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2008



本文編號：3635413