栽培稻(Oryza sativa L.)是一種喜溫作物,極易受到低溫脅迫的影響。廣西普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)具有耐低溫的能力,解析廣西普通野生稻耐低溫遺傳分子機理對水稻耐低溫性狀的遺傳改良具有重要的意義。本研究利用耐冷廣西普通野生稻染色體片段替換系DC90和輪回親本9311構(gòu)建耐冷定位群體。通過圖位克隆的方法定位了一個位于水稻12號染色體上的普通野生稻耐冷位點,定位區(qū)域約為1.36Mb,我們將這一位點命名為qCTS12。為揭示該耐冷位點所介導(dǎo)的耐冷分子機制,我們通過比較轉(zhuǎn)錄組和蛋白組學(xué)分析了qCTS12的調(diào)控模式。比較轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)低溫脅迫早期DC90和9311中共同鑒定到了 2348個差異表達基因參與冷脅迫的應(yīng)答。DC90中鑒定出特異表達的基因有659個,根據(jù)基因注釋發(fā)現(xiàn),大部分差異表達基因定位在葉綠體中。這表明葉綠體在水稻應(yīng)對低溫脅迫中起著重要的作用。比較蛋白組分析發(fā)現(xiàn),冷脅迫和恢復(fù)階段,在DC90中鑒定出155個差異表達蛋白,9311中鑒定出206個差異表達蛋白。這些差異表達蛋白大部分定位在葉綠體中,其中一部分屬于“核糖體”,“發(fā)色團”和“14-...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
縮略詞表
第一章 前言
    1.1 引言
    1.2 低溫對植物的影響
        1.2.1 低溫影響植物光合作用及葉綠體的穩(wěn)定
        1.2.2 低溫影響核糖體的功能
        1.2.3 低溫?fù)p傷膜脂結(jié)構(gòu)
        1.2.4 低溫誘導(dǎo)植物脫水
        1.2.5 低溫影響植物的生長和發(fā)育
    1.3 植物對低溫脅迫的應(yīng)答
        1.3.1 ABA響應(yīng)途徑
        1.3.2 CBF響應(yīng)途徑
        1.3.3 ROS響應(yīng)途徑
        1.3.4 其他低溫響應(yīng)途徑
    1.4 低溫下活性氧的產(chǎn)生和清除
        1.4.1 活性氧的產(chǎn)生
        1.4.2 活性氧的清除
    1.5 水稻耐低溫研究進展
        1.5.1 水稻耐低溫QTLs研究
        1.5.2 水稻耐低溫GWAS研究
        1.5.3 水稻耐低溫轉(zhuǎn)錄組研究
        1.5.4 水稻耐低溫蛋白組研究
    1.6 廣西普通野生稻耐冷研究的目的和意義
第二章 材料和方法
    2.1 植物材料
    2.2 冷脅迫表型鑒定
    2.3 QTL定位方法
        2.3.1 定位群體構(gòu)建
        2.3.2 多態(tài)性分子標(biāo)記篩選
        2.3.3 F₂基因型鑒定
        2.3.4 遺傳連鎖作圖
    2.4 比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析
        2.4.1 轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析樣品采集
        2.4.2 RNA的提取和cDNA文庫構(gòu)建及測序
        2.4.3 RNA-seq數(shù)據(jù)處理及轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析
    2.5 比較蛋白組學(xué)分析
        2.5.1 植物材料培養(yǎng)及冷處理樣品采集
        2.5.2 蛋白樣品制備
        2.5.3 蛋白樣品的預(yù)處理
        2.5.4 iTRAQ標(biāo)記
        2.5.5 多肽分離
        2.5.6 EASY-nLC結(jié)合Orbitrap質(zhì)譜分析
        2.5.7 蛋白質(zhì)的鑒定和定量
        2.5.8 差異表達蛋白(DEP)檢測標(biāo)準(zhǔn)
        2.5.9 蛋白聚類分析
        2.5.10 GO富集分析,功能分類和表達模式分析
    2.6 Quantitative RT-PCR分析
    2.7 組織化學(xué)ROS檢測,ROS清除酶活性測量和ASA處理實驗
        2.7.1 DAB染色法檢測組織中H₂O2

        2.7.2 NBT染色法檢測O^2-

        2.7.3 ROS清除酶活性測量
        2.7.4 ASA對植物低溫脅迫的影響
    2.8 其他生理指標(biāo)測定
        2.8.1 含水量測定
        2.8.2 電導(dǎo)率測定
        2.8.3 MDA含量測定
        2.8.4 葉綠素含量測定
第三章 結(jié)果分析
    3.1 qCTS12定位在12號染色體上1.36Mb范圍內(nèi)
    3.2 qCTS12介導(dǎo)冷脅迫下葉綠體中相關(guān)基因表達下調(diào)
        3.2.1 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)獲取
        3.2.2 DC90和9311基因表達水平十分相似
        3.2.3 DC90和9311冷脅迫下差異表達基因的鑒定
        3.2.4 冷脅迫下DC90和9311位于葉綠體中的基因大量下調(diào)
        3.2.5 DC90在冷脅迫下葉綠體及其核糖體相關(guān)基因表達下調(diào)
    3.3 qCTS12介導(dǎo)葉綠體及其核糖體蛋白冷馴化和去冷馴化過程
        3.3.1 蛋白組數(shù)據(jù)獲取
        3.3.2 DC90和9311冷脅迫階段和恢復(fù)階段蛋白表達差異明顯
        3.3.3 DC90和9311中差異表達蛋白的鑒定
        3.3.4 DC90和9311中DEPs主要位于葉綠體
        3.3.5 DC90和9311葉綠體及其核糖體蛋白在脅迫階段呈現(xiàn)不同的變化模式
    3.4 qCTS12參與維持冷脅迫下H₂O₂產(chǎn)生與清除間平衡
        3.4.1 DC90和9311冷脅迫下過氧化氫清除能力存在顯著差異
        3.4.2 提升9311過氧化氫清除能力增強了其耐冷性
        3.4.3 qCTS12介導(dǎo)冷脅迫下過氧化氫酶活性的穩(wěn)定涉及復(fù)雜的機制
        3.4.4 DC90和9311冷脅迫下其他生理指標(biāo)比較
第四章 討論
    4.1 qCTS12是一個新的水稻苗期耐冷QTL
    4.2 水稻低溫響應(yīng)下游調(diào)控主要發(fā)生在葉綠體中
    4.3 水稻調(diào)控葉綠體及其核糖體蛋白冷馴化和去冷馴化過程來適應(yīng)冷脅迫
    4.4 ROS產(chǎn)生與清除的平衡對葉綠體蛋白去冷馴化作用至關(guān)重要
    4.5 qCTS12可能通過介導(dǎo)H₂O₂產(chǎn)生與清除的平衡來提升水稻耐低溫能力
    4.6 下步工作
參考文獻
附錄
致謝
攻讀學(xué)位期間論文發(fā)表情況



本文編號：3800129

suoshi