發(fā)布時(shí)間：2018-03-04 09:22

  本文選題：辣椒　切入點(diǎn)：低溫脅迫　出處：《甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來,隨著人類生產(chǎn)活動和溫室效應(yīng)的作用,全球極端天氣頻發(fā)。冬春季節(jié),我國北方設(shè)施蔬菜生產(chǎn)面臨冷害和凍害的嚴(yán)重威脅。因此,在改善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施和提高設(shè)施環(huán)境調(diào)控能力的同時(shí),研究蔬菜作物對逆境脅迫的應(yīng)答機(jī)制,運(yùn)用生長調(diào)節(jié)劑等提高蔬菜作物對不良環(huán)境條件的耐性,對提高蔬菜產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的科學(xué)意義。油菜素內(nèi)酯(BRs)作為一種新型植物生長調(diào)節(jié)劑,廣泛參與植物多種生理過程,尤其在植物生長發(fā)育及其對逆境的響應(yīng)等方面具有重要的調(diào)節(jié)作用。然而,目前人們對BRs介導(dǎo)的耐低溫機(jī)制仍不清楚。本試驗(yàn)以低溫敏感型辣椒品種‘湘研16號’為試材,通過葉面噴施24-表油菜素內(nèi)酯(24-epibrassinolide,EBR)研究了外源EBR對低溫脅迫下(15/5℃,晝/夜)辣椒幼苗生長、激發(fā)能分配、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)積累和抗氧化防御的影響;利用高通量測序RNA-seq和i TRAQ技術(shù),分析了低溫脅迫下EBR對辣椒幼苗轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組的影響,并利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)驗(yàn)證了高通量測序結(jié)果的可靠性。從生理生化、基因和蛋白質(zhì)3個(gè)方面探討B(tài)Rs調(diào)控辣椒幼苗耐低溫脅迫的生理和分子調(diào)控機(jī)制。主要試驗(yàn)結(jié)果如下:(1)低溫脅迫下,辣椒幼苗生長受到抑制,根系形態(tài)指標(biāo)顯著降低,膜脂過氧化產(chǎn)物MDA含量顯著提高,抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)顯著增強(qiáng)。低溫脅迫下,外源EBR處理可顯著提高辣椒幼苗地上部干鮮重、根系活力、根系總長、根表面積和分根數(shù)及根系抗氧化酶SOD、POD和CAT活性,降低MDA含量,緩解低溫對根系的傷害。EBR的適宜濃度為0.1μM。(2)EBR亦可顯著提高低溫脅迫下辣椒葉片光光系統(tǒng)II最大量子效率、光系統(tǒng)II實(shí)際光化學(xué)效率和光合系統(tǒng)II反應(yīng)中心光能捕獲效率,減少天線熱耗散和過剩光能,緩解光抑制。低溫脅迫增加了葉片MDA和活性氧H2O2、O2-和OH-的含量,產(chǎn)生了氧化應(yīng)激反應(yīng),而通過噴施EBR可顯著提高葉片SOD、POD、CAT、APX抗氧化酶活性(酶系統(tǒng))和抗氧化劑As A和GSH的含量(非酶系統(tǒng)),降低ROS積累,緩解過氧化傷害。此外,低溫下噴施EBR可以顯著提高滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)的含量。(3)采用RNA-Seq高通量測序技術(shù)共獲得39,829個(gè)轉(zhuǎn)錄本,經(jīng)過差異基因篩選,共得到656條差異表達(dá)基因,包括335條上調(diào)和321條下調(diào)差異表達(dá)基因。利用RT-PCR方法對20個(gè)差異表達(dá)基因進(jìn)行了表達(dá)量驗(yàn)證,定量檢測結(jié)果與測序結(jié)果一致,證明建立的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫可靠。通過GO功能注釋和KEGG富集分析,EBR可誘導(dǎo)光合作用相關(guān)基因顯著上調(diào),誘導(dǎo)纖維素合成蛋白和UDP糖基轉(zhuǎn)移酶的合成,引起細(xì)胞質(zhì)中鈣信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑,誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)氧化還原相關(guān)基因GSTX1,PER72、CAT2的上調(diào)表達(dá),也誘導(dǎo)激素代謝、氧化還原過程、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和防御反應(yīng)相關(guān)基因的表達(dá)。(4)采用i TRAQ技術(shù)共鑒定得到4661個(gè)蛋白質(zhì)。通過差異蛋白質(zhì)篩選,篩出上調(diào)蛋白217個(gè),下調(diào)蛋白129個(gè)。GO注釋分析表明,細(xì)胞學(xué)組件(Cellular Component)中,鑒定的差異蛋白主要是細(xì)胞功能和細(xì)胞組成相關(guān)蛋白;生物學(xué)過程(Biological Process)中,主要行使代謝過程(metabolic process,20.83%)、細(xì)胞過程(cellular processes,18.28%)和應(yīng)激反應(yīng)(response to stimulus,9.85%);主要參與催化活性(catalytic activity,47.73%)、結(jié)合功能(binding,36.62%)、結(jié)構(gòu)性分子活性(structural molecular activity,5.30%)和抗氧化活性(antioxidant activity,3.54%)等生物過程。Pathway富集分析表明,差異蛋白被顯著富集在82個(gè)代謝通路中,主要是代謝途徑、次生代謝生物合成、核蛋白、光合作用天線蛋白等。主要參與電子傳遞以感應(yīng)和傳導(dǎo)逆境信號,調(diào)節(jié)光合作用和能量代謝以維持細(xì)胞內(nèi)正常的能量供給,降低細(xì)胞壁的延展性以維系低溫脅迫下細(xì)胞完整性,生成抗逆活性物質(zhì)以維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。主要參與光合固碳途徑、氧化磷酸化途徑、谷胱甘肽代謝途徑、苯丙素生物合成途徑、苯丙氨酸代謝途徑和核糖體途徑等代謝途徑及催化及活性調(diào)節(jié)、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)性分子活性、能量轉(zhuǎn)運(yùn)過程和蛋白質(zhì)結(jié)合等過程。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S641.3
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本文編號：1565080