本文關(guān)鍵詞：干旱脅迫下舟山新木姜子（Neolitsea sericea）幼苗葉片的生理響應(yīng)及轉(zhuǎn)錄組分析　出處：《浙江海洋大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：舟山新木姜子(Neolitsea sericea)系屬樟科,屬于國家二級保護(hù)植物,最常見于舟山,是主要的行道樹種之一。為了研究舟山新木姜子的抗旱機(jī)理,開展舟山新木姜子在不同干旱脅迫程度下的光合特性、保護(hù)酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量等生理指標(biāo)隨時間的動態(tài)變化的研究,利用焦磷酸測序?qū)χ囟燃毙愿珊得{迫下的舟山新木姜子轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行測序,對序列進(jìn)行功能注釋、通路富集及差異表達(dá)分析。主要研究及結(jié)果如下:以1年生舟山新木姜子幼苗為材料,采用盆栽控水模擬干旱脅迫,研究苗木葉片在土壤水分含量分別為田間持水量的55~60%(輕度干旱脅迫)、40~45%(中度干旱脅迫)、30~35%(重度干旱脅迫)和75~80%(對照/復(fù)水)下的光合特性、保護(hù)酶活性、滲透調(diào)節(jié)含量等隨時間的動態(tài)變化。結(jié)果表明:重度干旱使植株生長速度減慢,葉片卷曲嚴(yán)重。中、重度干旱使葉片的總?cè)~綠素含量、蒸騰速率、凈光合速率及氣孔導(dǎo)度明顯減少,重度干旱使葉片胞間CO2濃度呈現(xiàn)先減少后升高的趨勢。葉片受到氣孔限制因素的影響導(dǎo)致葉片凈光合速率下降是在重度干旱脅迫中期以及中度干旱脅迫期間,而受到非氣孔限制因素的影響是在重度干旱脅迫后期。復(fù)水10天后蒸騰速率仍處于較低水平,葉片的氣孔調(diào)節(jié)功能有所喪失。干旱脅迫雖然總體提升了葉片水分利用效率,但重度干旱下葉片的水分利用效率從脅迫中期開始有明顯的下降趨勢。中度及重度干旱使舟山新木姜子葉片的丙二醛含量、超氧化物歧化酶及過氧化物酶活性呈現(xiàn)出先升后降的走勢,說明葉片中丙二醛的生成與消除達(dá)到一個相對靜止?fàn)顟B(tài)。干旱脅迫使葉片細(xì)胞膜透性顯著增加,通過提高合成脯氨酸和可溶性糖緩解滲透壓,葉片細(xì)胞膜的透性在干旱脅迫中后期逐漸降低。但重度干旱脅迫下的葉片細(xì)胞膜透性在復(fù)水10天后仍維持較高程度,細(xì)胞膜受到一定損傷。綜上所述,干旱脅迫下舟山新木姜子能快速調(diào)節(jié)葉片氣孔、清除活性氧和滲透調(diào)節(jié),降低蒸騰速率、丙二醛、細(xì)胞膜透性,提高水分的利用率等途徑減少損傷。但是持久、嚴(yán)重的干旱使生長受限,葉片受損。為了深入研究舟山新木姜子幼苗適應(yīng)干旱脅迫的機(jī)制,本研究繼續(xù)通過焦磷酸測序法對受干旱脅迫的植株葉片進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析。結(jié)果每組樣品共發(fā)現(xiàn)超過17,768,244個reads,總樣品超過4,400百萬個堿基對。組裝后,共得到129,239個平均長816 bp的unigene。其中,有51,137(39.6%)個unigene成功得到注釋。注釋的unigene中,又有11,192個被映射到118個通路中,其中最富集的通路為核糖體通路。在重度干旱脅迫后12 h、24 h、72 h的植物體內(nèi),分別得到61、65和67個表達(dá)具有顯著性差異的基因,經(jīng)過Gene Ontology(GO)和MapMan功能富集分析,發(fā)現(xiàn)這些差異基因最富集的功能為蛋白質(zhì)運(yùn)輸、轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)和多酶家族。上述基因涉及到滲透調(diào)節(jié)、植物激素和調(diào)節(jié)干旱的轉(zhuǎn)錄因子等。另外,對舟山新木姜子的研究還發(fā)現(xiàn),編碼糖基轉(zhuǎn)移酶和UDP-糖基轉(zhuǎn)移酶的基因也許在其體內(nèi)參與調(diào)節(jié)干旱響應(yīng);發(fā)現(xiàn)葉片中多種激素的基因?qū)Ω珊得{迫均有響應(yīng),例如植物生長素、脫落酸、油菜素類固醇以及細(xì)胞分裂素;發(fā)現(xiàn)AtbHLH112、AtCOL4、AtZFP3、AtCIR1和AtCCA1轉(zhuǎn)錄因子家族可能參與其體內(nèi)的干旱誘導(dǎo)ABA信號傳導(dǎo)。這些研究闡述了干旱脅迫誘導(dǎo)舟山新木姜子在轉(zhuǎn)錄組層面的響應(yīng),幫助揭示植物適應(yīng)干旱的分子機(jī)制。
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S687.1;Q945.78

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本文編號：1321831