發(fā)布時間：2020-06-25 13:37

【摘要】：解淀粉芽孢桿菌是一種根際促生菌,具有促進植物生長、增強植物抗逆、抗病能力等作用。長鏈非編碼RNA是一種具有多種生物學功能的RNA轉(zhuǎn)錄本,是植物生物學領域的研究熱點。本研究以哥倫比亞生態(tài)型擬南芥和解淀粉芽孢桿菌13-24菌株為實驗材料,通過測定對照、菌株處理、高鈣處理、高鈣+菌株處理四種處理條件下擬南芥根部的各項生理生化指標,判定解淀粉芽孢桿菌處理能否提高擬南芥對高鈣脅迫的抗性;通過對四種處理條件下擬南芥的根部進行全轉(zhuǎn)錄組測序分析,篩選擬南芥根部表達量受到高鈣和菌株處理影響的lncRNA,分析這些lncRNA的生物學功能,初步揭示解淀粉芽孢桿菌13-24提高擬南芥對高鈣脅迫抗性的作用機理及l(fā)ncRNA在這一過程中可能具有的功能。本研究取得的初步成果如下:1.本研究測量了對照(Control)、菌株處理(解淀粉芽孢桿菌13-24)、高鈣處理(40mM CaCl_2)、高鈣+菌株處理(40mM CaCl_2+13-24)四種培養(yǎng)條件下,擬南芥的根長及苗干重、根部鉀鈉離子含量、氧化脅迫相關指標和抗氧化酶活性的變化。結(jié)果顯示:40mM CaCl_2處理明顯抑制了擬南芥根部的生長,但解淀粉芽孢桿菌13-24處理緩解了高鈣脅迫對擬南芥生長的抑制;40mM CaCl_2處理嚴重破壞了擬南芥根部鉀鈉離子平衡,使得鈉離子含量升高,鉀離子含量降低,而解淀粉芽孢桿菌13-24處理能降低鈉離子含量,增加鉀離子含量,提高根部鉀鈉比;40mM CaCl_2處理對擬南芥造成了非常強的氧化脅迫,解淀粉芽孢桿菌13-24處理可以降低MDA和H_2O_2含量,提升部分抗氧化酶活性,極大的緩解了高鈣逆境造成的氧化脅迫。綜合生長情況及生理生化指標測定結(jié)果,分析判定解淀粉芽孢桿菌13-24能夠提高擬南芥對高鈣脅迫的抗性。2.對四種處理下共12個擬南芥根部樣品進行去rRNA轉(zhuǎn)錄組測序,共獲得0.94Gb Clean reads,141.2Gb Clean base,平均每個樣品獲得約78Mb Clean reads、11.15Gb Clean base,平均GC含量約為47.38%。分別將各樣品的Clean reads與擬南芥參考基因組進行比對,比對效率在98.4%-99%之間,平均比對效率為98.68%。這些測序結(jié)果表明,轉(zhuǎn)錄組測序的質(zhì)量好,數(shù)據(jù)可用于后續(xù)分析。3.以Log_2FC閾值為1,FDR0.05作為差異表達lncRNA的篩選標準,對四種處理下差異表達的lncRNA進行分析得到,CaCl_2 VS Control、13-24 VS Control、CaCl_2+13-24 VS CaCl_2差異表達的lncRNA總數(shù)分別為362個、40個、66個。其中上調(diào)表達lncRNA數(shù)分別為145個、13個、20個,下調(diào)表達lncRNA數(shù)分別為217個、27個、46個。4.對Control、CaCl_2、CaCl_2+13-24三種處理下差異表達的lncRNA轉(zhuǎn)錄本進行表達趨勢歸類分析,獲得8類表達模式。其中,第5表達模式中有115個lncRNA,該表達模式表示lncRNA被高鈣脅迫誘導上調(diào),但在高鈣+解淀粉芽孢桿菌13-24處理下,其表達水平回復到對照水平。本研究推測,這115個lncRNA可能對擬南芥響應高鈣脅迫、解淀粉芽孢桿菌緩解高鈣脅迫對擬南芥的傷害具有重要的作用。5.使用基因組位置分析、加權(quán)基因共表達網(wǎng)絡分析及GO富集分析等方法預測解淀粉芽孢桿菌調(diào)控及高鈣響應lncRNA可能具有的功能。預測結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一些可能受到lncRNA調(diào)控的基因,如赤霉素響應基因(Gibberellin-regulated family protein)、茉莉酸響應基因(Jasmonate-zim-domain protein 3)、蛋白激酶基因(Protein kinase superfamily protein)等,這些基因分別參與到了氧化還原、過氧化氫代謝、信號轉(zhuǎn)導、植物激素調(diào)節(jié)、蛋白質(zhì)磷酸化等生物學過程中。本研究推測解淀粉芽孢桿菌調(diào)控及高鈣響應lncRNA可能是通過以上這些途徑發(fā)揮功能并起調(diào)控作用,提高了擬南芥對高鈣脅迫的抗性,進而影響了擬南芥在高鈣脅迫下生理表型的變化。
【學位授予單位】：貴州師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：Q945.78
【圖文】：

lncRNA分類（Wang＆Chekanova，2017）

也能與幾種染色質(zhì)重塑蛋白引導植物細胞內(nèi)染色質(zhì)發(fā)生變化（圖1-2C）。在植物 lncRNA 的研究中，能調(diào)節(jié)染色質(zhì)修飾的 lncRNA 已經(jīng)在擬南芥的 FLC 基因上得到證實。在春化途徑中，在募集復合物 PRC2 到 FLC 的過程里，F(xiàn)LC 基因座染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，使得 FLC 的表達受到了抑制（Zhu＆Wang，2012）。1.2.4.4 作為誘餌分子發(fā)揮作用作為誘餌分子的 lncRNA 通常以招募其他類型的 RNA 結(jié)合蛋白（RBP）的形式來調(diào)控目標基因的表達（圖 1-2D）。而 RBP 一般都是一些染色質(zhì)修飾物、轉(zhuǎn)錄因子以及調(diào)控因子等（Wang＆Chekanova，2017）。一般來說，作為誘餌分子的 lncRNA 可以誘捕 miRNA

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7 陳楠楠;秦平偉;尹s

本文編號：2729215