發(fā)布時(shí)間：2020-06-22 22:49

【摘要】：葡萄是世界上重要的經(jīng)濟(jì)果樹(shù),也是我國(guó)栽培最為廣泛的果樹(shù)之一。目前我國(guó)廣泛栽培的歐亞種葡萄,品質(zhì)優(yōu)良,但抗寒性差。我國(guó)西北地區(qū)的氣候、土壤條件適宜葡萄種植,但是由于冬季氣候寒冷,多需要埋土防寒,給生產(chǎn)帶來(lái)極大不便。因此,培育抗寒品種是解決生產(chǎn)問(wèn)題的根本。我國(guó)擁有豐富的野生葡萄資源,其中山葡萄是葡萄屬中最抗寒的種,可耐-40℃的低溫,是非常重要的抗寒基因資源,克隆和研究山葡萄的抗寒相關(guān)基因?qū)沂酒淇购肿訖C(jī)制和進(jìn)行抗寒分子育種具有重要意義。本研究以抗寒性強(qiáng)的中國(guó)野生山葡萄株系‘雙優(yōu)’和抗寒性差的歐洲葡萄品種‘紅地球’為試驗(yàn)材料,利用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù),篩選低溫脅迫不同時(shí)間點(diǎn)的差異表達(dá)基因,通過(guò)生物信息學(xué)分析獲得山葡萄中抗寒相關(guān)的關(guān)鍵基因,通過(guò)qRT-PCR進(jìn)一步分析驗(yàn)證抗寒關(guān)鍵基因的表達(dá)情況。獲得的主要結(jié)果如下:1.對(duì)山葡萄‘雙優(yōu)’和歐洲葡萄‘紅地球’進(jìn)行0℃低溫脅迫3、12、48和72h,以室溫下取樣作為對(duì)照(0h),比較二者低溫脅迫下理化指標(biāo)的差異。結(jié)果表明:隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),2種葡萄相對(duì)電導(dǎo)率(electrolyte leakage,EL)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量均呈上升趨勢(shì),在相同處理時(shí)間下‘雙優(yōu)’EL和MDA含量均低于‘紅地球’;脯氨酸含量先下降后上升再下降,0和48h時(shí)‘雙優(yōu)’脯氨酸含量高于‘紅地球’,3、12和72h時(shí)‘雙優(yōu)’脯氨酸含量低于‘紅地球’。過(guò)氧化氫酶(catalase,CAT)活性呈波浪形變化,抗壞血酸過(guò)氧化物酶(ascorbate peroxidase,APX)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和過(guò)氧化物酶(peroxidase,POD)活性總體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。除48h外,在其他處理時(shí)間點(diǎn),‘雙優(yōu)’CAT酶活性高于‘紅地球’。除72h外,在其他處理時(shí)間點(diǎn),‘雙優(yōu)’SOD酶活性高于‘紅地球’。在所有處理時(shí)間點(diǎn),‘雙優(yōu)’APX酶活性低于‘紅地球’,POD酶活性高于‘紅地球’。綜合上述7項(xiàng)理化指標(biāo)表明‘雙優(yōu)’抗寒性強(qiáng)于‘紅地球’。2.在低溫脅迫處理后不同時(shí)間點(diǎn),取‘雙優(yōu)’和‘紅地球’葉片提取RNA,構(gòu)建cDNA文庫(kù)并進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,鑒定出5992個(gè)差異表達(dá)基因,其中包括發(fā)掘的新基因796個(gè)。同一品種在不同脅迫時(shí)間與對(duì)照比較,在低溫脅迫3、12、48和72h時(shí)‘雙優(yōu)’的差異基因數(shù)分別為32、1161、1894、3290個(gè);‘紅地球’的差異基因數(shù)分別為240、310、1072、1107個(gè);在相同低溫脅迫時(shí)間下比較,‘雙優(yōu)’與‘紅地球’的差異表達(dá)基因數(shù)分別為1059、519、1713、1414、1215個(gè)。3.GO富集分析發(fā)現(xiàn),‘雙優(yōu)’差異基因主要富集在冷響應(yīng)、幾丁質(zhì)響應(yīng)、茉莉酸介導(dǎo)的信號(hào)通路、植物型過(guò)敏調(diào)控響應(yīng)、膜蛋白定位、脫落酸激活信號(hào)通路、茉莉酸響應(yīng)等生物學(xué)進(jìn)程;‘紅地球’差異基因主要富集在冷響應(yīng),幾丁質(zhì)響應(yīng),機(jī)械刺激響應(yīng),細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),脫落酸激活信號(hào)通路,傷害響應(yīng),重力響應(yīng)以及查耳酮生物合成等生物學(xué)進(jìn)程。KEGG富集分析,在響應(yīng)低溫脅迫過(guò)程中,‘雙優(yōu)’差異表達(dá)基因主要參與谷胱甘肽代謝、植物晝夜節(jié)律、類(lèi)黃酮類(lèi)生物合成、光合作用以及植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等通路;‘紅地球’差異表達(dá)基因主要參與植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、植物病菌互作、植物晝夜節(jié)律、類(lèi)黃酮類(lèi)物質(zhì)合成和氨基苯丙酸代謝等通路。4.挑選12個(gè)抗寒相關(guān)候選基因進(jìn)行qRT-PCR分析,其中8個(gè)基因的表達(dá)趨勢(shì)與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果完全一致,4個(gè)基因的表達(dá)趨勢(shì)與轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果基本一致,表明了轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的可靠性。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S663.1
【圖文】：

發(fā)的晚霜危害，也常給生產(chǎn)造成極大損失。因此，研究葡萄論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。寒性研究進(jìn)展植物的影響植物的地理分布，在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中起著至關(guān)重要的作的生長(zhǎng)過(guò)程中有三個(gè)溫度基本點(diǎn)，即最低溫度，最適溫度和溫度，植物受到寒害（陳奕吟 2007）。寒害是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上年因寒害造成許多農(nóng)作物的損失高達(dá)數(shù)千億美元（鄧江明和簡(jiǎn)為冷害和凍害，冷害（chilling injury）是指 0℃以上的低溫freezing injury）是指 0℃以下的低溫對(duì)植物造成的傷害（Ch對(duì)植物造成傷害主要是通過(guò)改變生物膜透性，從而引起細(xì)胞統(tǒng)，減緩細(xì)胞原生質(zhì)流動(dòng)，導(dǎo)致植物生長(zhǎng)代謝失衡，能量供，促進(jìn)有毒代謝物累積，使細(xì)胞受到毒害，影響植物生長(zhǎng)發(fā)圖 1-1）。

圖 2-1 0℃脅迫 72h 后的‘紅地球’和‘雙優(yōu)’A：紅地球；B：雙優(yōu)Fig.2-1 ‘Red Globe’and ‘Shuangyou’under 0℃ stress at 72 hA: Red Globe; B: Shuangyou2.3.2 低溫脅迫對(duì) 2 種 同基因型葡萄生理生化指標(biāo)的影響2.3.2.1 葉片中相對(duì)電導(dǎo)率、MDA 及脯氨酸含量的變化如圖 2-2-A 所示，隨著低溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，‘雙優(yōu)’和‘紅地球’相對(duì)電導(dǎo)率均上升。‘雙優(yōu)’在 0-3h，上升速度較慢；在 3-12h 相對(duì)電導(dǎo)率變化速率加快，在 12-72h，上升趨緩。‘紅地球’相對(duì)電導(dǎo)率總體變化趨勢(shì)與‘雙優(yōu)’相似，且在相同處理時(shí)間下‘紅地球’的相對(duì)電導(dǎo)率要高于‘雙優(yōu)’。在 0、3、12、48h，兩種材料間的相對(duì)電導(dǎo)率差異不顯著，而在 72h，‘雙優(yōu)’相對(duì)電導(dǎo)率顯著低于‘紅地球’。如圖 2-2-B 所示，隨著低溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，2 種葡萄 MDA 含量均上升。相同處理時(shí)間下‘雙優(yōu)’MDA 含量均低于‘紅地球’，其中在 0 和 3h，二者差異顯著。如圖 2-2-C 所示，隨著低溫脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)，‘雙優(yōu)’和‘紅地球’脯氨酸含量的變化趨勢(shì)相似，均為先下降后升高再下降。在 0 和 48h，‘雙優(yōu)’脯氨酸含量顯著高于

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2726369