小麥苗期干旱、高溫和旱熱共脅迫轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜及ABD部分同源基因表達(dá)分化分析.
本文關(guān)鍵詞:小麥苗期干旱、高溫和旱熱共脅迫轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜及ABD部分同源基因表達(dá)分化分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
網(wǎng)友小博士近日為您收集整理了關(guān)于小麥苗期干旱、高溫和旱熱共脅迫轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜及ABD部分同源基因表達(dá)分化分析的文檔,希望對(duì)您的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。以下是文檔介紹:小麥苗期干旱、高溫和旱熱共脅迫轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜及ABD部分同源基因表達(dá)分化分析第一章:文獻(xiàn)綜述1.1引言隨著溫室效應(yīng)加劇,全球平均氣溫不斷升高,極端高溫天氣頻發(fā),高溫脅迫已成為小麥生產(chǎn)中的一個(gè)重要限制因素。高溫脅迫是指環(huán)境溫度超過(guò)植物能夠耐受的程度從而對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。根據(jù)研究報(bào)道,高溫能夠引起小麥葉片萎蔫、生長(zhǎng)勢(shì)減弱、對(duì)病蟲(chóng)抗性降低、影響花的育性和籽粒發(fā)育,最終導(dǎo)致小麥產(chǎn)量下降,品質(zhì)變劣。Wahidetal.,2007;Lipiecetal.,2013)?在大田環(huán)境中,干旱脅迫經(jīng)常伴隨高溫同時(shí)出現(xiàn)。干旱脅迫是指土壤含水量過(guò)低或者空氣過(guò)于干燥造成植物缺水的一種非生物逆境,嚴(yán)重影響植物正常生長(zhǎng)發(fā)育。它能影響植物細(xì)胞的有絲分裂,減少細(xì)胞的伸長(zhǎng)和膨脹,導(dǎo)致植物株高降低,葉片變小,生長(zhǎng)遲緩(al.,2008;Farooqetal.,2009)。研究表明,干旱脅迫不僅會(huì)影響小麥的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)還而且還會(huì)導(dǎo)致小麥穗粒數(shù)和千粒重的顯著降低曹陽(yáng)等,2014)。在我國(guó)北方和長(zhǎng)江中下游麥區(qū)常發(fā)生“高溫逼熟”災(zāi)害,使小麥減產(chǎn)10%?20%,在黃、淮、海河流域及新疆麥區(qū)高溫還經(jīng)常伴隨干旱同時(shí)出現(xiàn),形成干熱風(fēng),危害面積可達(dá)該區(qū)域小麥種植面積的2/3(金善寶,1983;徐建文等,2014)。因此,在分子水平上闡明小麥對(duì)高溫、千旱尤其是旱熱共脅迫的響應(yīng)機(jī)理,鑒定抗旱耐熱關(guān)鍵基因,具有重要的理論和實(shí)際應(yīng)用意義。..1.2植物抗旱耐熱的生理學(xué)基礎(chǔ)光合作用是植物最重要的代謝過(guò)程,是植物碳水化合物的合成和能量代謝的主要途徑,與植物的生長(zhǎng)息息相關(guān)。干旱和高溫都導(dǎo)致了植物光合作用速率下降,但其機(jī)理并不完全相同。干旱脅迫對(duì)光合作用的影響分成兩類:氣孔因素限制和非氣孔因素限制(陳河和徐剛,2009)。氣孔因素限制是指干旱導(dǎo)致葉片水勢(shì)降低,氣孔關(guān)閉,C02進(jìn)入葉片減少,從而影響了光合作用中的碳同化步驟,ic,2000),另外由于葉片細(xì)胞失水,增大了細(xì)胞間距,改變了細(xì)胞膜透性,降低了C02在葉肉細(xì)胞間的傳遞,進(jìn)而降低了光合速率。(Lawlor&ic,2002;Flexasetal.,2007;al.,2007)?非氣孔因素限制是指嚴(yán)重的干旱脅迫能導(dǎo)致參與光合作用酶的活性降低,例如干旱脅迫能嚴(yán)重降低植物光合作用C3途徑中的關(guān)鍵酶核***糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶Rubisco,Ribulosebisphosphatecarboxylaseoxygenase)和PEP羧化酶的活性,影響核***糖-1,5-二磷酸(RuBP)的再生,導(dǎo)致光合速率降低(馮福生和葛東俠,1990;Tezaraetal.,1999;Parryetal.,2002)。高溫脅迫對(duì)植物光合作用的破壞也非常嚴(yán)重。一方面,高溫能夠破壞葉綠體膜和類囊體膜的超微結(jié)構(gòu),降低葉綠素的合成KumarTewari&CharanTripathy,1998);另一方面,高溫導(dǎo)致的次生氧化脅迫能破壞葉綠素,加速其降解,從而導(dǎo)致了細(xì)胞中葉綠素含量降低,光合效率下降張哲等,2010)。位于葉綠體類囊體膜上的光合系統(tǒng)II(PhotosynthesisII,PSII)是光合系統(tǒng)中對(duì)高溫最敏感的組分Enamieta!.,1994;云建英等,2006)。有研究表明,中高溫度對(duì)PSn活性的抑制是可逆的Sha,導(dǎo)致旱熱共同脅迫比任一種單獨(dú)脅迫都更顯著地降低了植物的光合效率Xu&Zhou,2005;Wangetal;2010)。但也有報(bào)道認(rèn)為干旱脅迫能夠提高植物光合系統(tǒng)的耐熱性,比如:Lu和Zhang(1999)發(fā)現(xiàn)干旱脅迫能夠增強(qiáng)葉綠體PSII的耐高溫能力Lu&Zhang,1999)。以上研究表明干旱和高溫脅迫同時(shí)發(fā)生時(shí)這兩種脅迫既可以相互協(xié)同對(duì)植物造成更大傷害,也能夠相互拮抗降低對(duì)植物的損傷,因此有必要對(duì)其進(jìn)行更深入的研究。第二章:TAM107苗期葉片旱熱脅迫轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜分析研究表明,旱熱共脅迫并不等同于單獨(dú)干旱和高溫脅迫的簡(jiǎn)單相加,這兩種脅迫能夠相互作用對(duì)植物造成更大的傷害,同時(shí)兩種脅迫信號(hào)的互作也能夠特異調(diào)控某些基因的表達(dá)和激活一些特殊代謝途徑(Rizhskyetai,2004;Szucsetal,2010)。隨著基因芯片和高通量測(cè)序等組學(xué)技術(shù)的應(yīng)用,已經(jīng)有很多研究報(bào)道了小麥轉(zhuǎn)錄組對(duì)單獨(dú)干旱、高溫脅迫的響應(yīng),但目前為止在小麥中對(duì)旱熱共脅迫響應(yīng)的研究尚不深入。因此,我們以小麥抗旱耐熱品種TAM107為材料,進(jìn)行了1小時(shí)和6小時(shí)的干旱、高溫和旱熱共脅迫處理,并利用IlhiminaHiseq2000測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行了高通量轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜分析。2.1材料和方法2.1.1供試材料小麥耐熱品種TAM107。2.1.2脅迫處理方法2.1.2.1種子消毒方法(1)將TAM107的種子先用無(wú)菌ddHzO漂洗三遍。(2)用有效***3%的次***酸鈉溶液消毒20分鐘。(3)用無(wú)菌ddHzO漂洗大約5-6遍直到?jīng)]有明顯泡沫為止。2.1.2.2小麥幼苗培養(yǎng)條件為了使種子發(fā)芽一致,將消毒后的小麥種子置于鋪有兩層濾紙的無(wú)菌培養(yǎng)皿中4°C避光處理5天,直到大部分種子萌動(dòng)。將萌動(dòng)的種子腹溝朝下,方向一致均勾擺放在鋪有兩層濾紙的滅菌培養(yǎng)皿中,置于光照16h(22°C)/黑暗8h(18°C)的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。保持培養(yǎng)皿里的7K在稍微沒(méi)過(guò)種子的位置。第三章:小麥ABD部分同源基因響應(yīng)旱熱脅迫..........483.1分析方法.........483.1.1Triplets的篩選和序列比對(duì).........483.1.2基于RNA-Seq的ABD部分同源基因.........493.2分析結(jié)果.........513.3討論.........63第四章:小麥苗期葉片和旗葉高溫脅迫轉(zhuǎn)錄.........664.1材料和方法.........664.1.1供試材料和脅迫處理方法.........664.1.2芯片雜交實(shí)驗(yàn)流程.........664.1.3數(shù)據(jù)方法.........664.2分析結(jié)果.........674.3討論.........734.3.1苗期葉片和旗葉主要通過(guò)激活相同的基因.........73第五章:結(jié)論.........74第四章:小麥苗期葉片和旗葉高溫脅迫轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜對(duì)比分析在實(shí)驗(yàn)室條件下通常以苗期小麥作為材料來(lái)研究其抗逆機(jī)理。目前已有研究報(bào)道作物苗期抗旱性與成熟期的抗旱性以及產(chǎn)量是相關(guān)的。Gonzez和Ayerbe(20%)高溫響應(yīng)基因在苗期葉片和旗葉中的響應(yīng)趨勢(shì)相同,只有很少基因15.6%上調(diào)基因和12.5%下調(diào)基因)表現(xiàn)出苗期葉片或者旗葉特異的高溫脅迫響應(yīng)。芯片雜交實(shí)驗(yàn)流程包括:總RNA提取方法見(jiàn)第一章)、雜交樣品的準(zhǔn)備以及芯片雜交和掃描。后兩步都是由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)基因芯片實(shí)驗(yàn)室完成。雜交樣品的準(zhǔn)備包括cDNA的合成和純化、cDNA體外轉(zhuǎn)錄為cRNA、cRNA的生物素標(biāo)定和純化、生物素標(biāo)定cRNA的片段化。片段化處理后的cRNA與基因芯片Affymetrix公司,GeneChipWheatGenomeAr
12>
播放器加載中,請(qǐng)稍候...
系統(tǒng)無(wú)法檢測(cè)到您的Adobe Flash Player版本
建議您在線安裝最新版本的Flash Player 在線安裝
本文關(guān)鍵詞:小麥苗期干旱、高溫和旱熱共脅迫轉(zhuǎn)錄表達(dá)譜及ABD部分同源基因表達(dá)分化分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
,本文編號(hào):230749
本文鏈接:http://sikaile.net/shoufeilunwen/nykjbs/230749.html