基于表達(dá)譜和小RNA測(cè)序的南瓜不同鹽脅迫響應(yīng)機(jī)制的研究
發(fā)布時(shí)間：2021-04-08 03:46
鹽脅迫是限制作物生產(chǎn)的主要非生物脅迫因子,目前占地球表面積10%的土壤受到鹽脅迫的影響,而灌溉土壤的近50%也受到不同程度的鹽害侵蝕,深入研究作物對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)機(jī)制對(duì)于闡明作物的耐鹽機(jī)制有重要意義。本課題組之前的研究表明,耐鹽南瓜砧木通過(guò)木質(zhì)部的裝載途徑限制Na+向接穗黃瓜的運(yùn)輸是嫁接黃瓜具有較強(qiáng)耐鹽性的根本原因;但不同南瓜砧木的Na+積累模式存在差異,對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)機(jī)制并不明確。本研究中我們以兩個(gè)具有不同Na+積累模式的印度南瓜N12（Cucurbita maxima Duch.）和中國(guó)南瓜N15（Cucurbita moschata Duch.）為材料,采用表達(dá)譜測(cè)序、小RNA測(cè)序、非損傷微測(cè)等技術(shù),結(jié)合光合參數(shù)及ABA含量測(cè)定和基因表達(dá)分析等,研究了NaCl處理下兩個(gè)南瓜材料Na+積累模式存在差異的原因,以期為深入解析南瓜耐鹽機(jī)制和耐鹽南瓜砧木育種提供理論依據(jù)。本研究主要結(jié)果如下:1.研究了不同南瓜材料的Na+積累模式。通過(guò)水培篩選出N12（Cucurbita maxim...
【文章來(lái)源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：106 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
鹽脅迫對(duì)植物造成的傷害及植物的適應(yīng)機(jī)制(Horieetal.,2012)
卜素起始的是間接途徑，而后者是ABA合成的主要途徑(Koshiba, 2002)。質(zhì)體中ABA的主要合成途徑中由C40的玉米黃質(zhì)在玉米黃質(zhì)環(huán)化酶（ZEP）的作用下轉(zhuǎn)化為紫黃質(zhì)為起點(diǎn)，到形成黃氧素為終點(diǎn)（圖1-2）。其中的限速步驟是氧化裂解9-順式-紫黃質(zhì) 和/或者 9-反式-新黃質(zhì)，這一步驟由 9-順式-環(huán)氧類胡蘿卜素裂解酶 (NCED)催化，使得 NCED成為ABA合成中的關(guān)鍵酶 (Mehrotra et al., 2014)。鹽脅迫下包括ZEP和NCED3在內(nèi)的ABA合成基因的上調(diào)表達(dá)，引起了ABA的快速積累(Verma et al.,2016)。葉中大量增加的ABA 引起氣孔關(guān)閉，降低氣體交換速率，進(jìn)而降低光合反應(yīng)速率(Osakabe et al., 2014; Ryu & Cho, 2015)。光合反應(yīng)產(chǎn)生活性氧 (ROS)，葉綠體是植物體內(nèi)主要的活性氧來(lái)源(Robert et al., 2009)。因此，鹽脅迫下降低光合反應(yīng)速率對(duì)避免氧化傷害保持膜脂完整性非常重要。
細(xì)胞壁和細(xì)胞間隙而不通過(guò)細(xì)胞膜，直接進(jìn)入木質(zhì)部這種通過(guò)共質(zhì)體或質(zhì)外體進(jìn)入植物中的方式，是一些累 Na+的主要原因。雖然植物根組織中的位于中柱上質(zhì)體或質(zhì)外體途徑進(jìn)入植物的功能，但未成熟的根組大量 Na+能通過(guò)共質(zhì)體或質(zhì)外體途徑進(jìn)入木質(zhì)部。液中運(yùn)輸?shù)碾x子需要通過(guò)細(xì)胞膜才能到達(dá)木質(zhì)部周圍。定位于細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是完成這一步驟的關(guān)鍵子轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)即可以被動(dòng)卸載也可以主動(dòng)卸載木質(zhì)部汁過(guò)性的離子通道完成，后者則由 Na+/H+反轉(zhuǎn)運(yùn)子完細(xì)胞的 SOS1 就具有上述功能。在低度或中度鹽脅迫 Na+，而在高度鹽脅迫下則可以從木質(zhì)部卸載 Na+。陽(yáng)分成員也具有相同的功能。擬南芥的 CHX21 主要在根株木質(zhì)部汁液中的 Na+會(huì)明顯降低(Hall, 2006)。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鹽堿地可持續(xù)利用研究綜述[J]. 王佳麗,黃賢金,鐘太洋,陳志剛. 地理學(xué)報(bào). 2011(05)
[2]非損傷性掃描離子選擇電極技術(shù)及其在高等植物研究中的應(yīng)用[J]. 印莉萍,上官宇,許越. 自然科學(xué)進(jìn)展. 2006(03)
[3]設(shè)施土壤次生鹽漬化及其對(duì)土壤性質(zhì)的影響[J]. 余海英,李廷軒,周健民. 土壤. 2005(06)
本文編號(hào)：3124787
【文章來(lái)源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：106 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
鹽脅迫對(duì)植物造成的傷害及植物的適應(yīng)機(jī)制(Horieetal.,2012)
卜素起始的是間接途徑，而后者是ABA合成的主要途徑(Koshiba, 2002)。質(zhì)體中ABA的主要合成途徑中由C40的玉米黃質(zhì)在玉米黃質(zhì)環(huán)化酶（ZEP）的作用下轉(zhuǎn)化為紫黃質(zhì)為起點(diǎn)，到形成黃氧素為終點(diǎn)（圖1-2）。其中的限速步驟是氧化裂解9-順式-紫黃質(zhì) 和/或者 9-反式-新黃質(zhì)，這一步驟由 9-順式-環(huán)氧類胡蘿卜素裂解酶 (NCED)催化，使得 NCED成為ABA合成中的關(guān)鍵酶 (Mehrotra et al., 2014)。鹽脅迫下包括ZEP和NCED3在內(nèi)的ABA合成基因的上調(diào)表達(dá)，引起了ABA的快速積累(Verma et al.,2016)。葉中大量增加的ABA 引起氣孔關(guān)閉，降低氣體交換速率，進(jìn)而降低光合反應(yīng)速率(Osakabe et al., 2014; Ryu & Cho, 2015)。光合反應(yīng)產(chǎn)生活性氧 (ROS)，葉綠體是植物體內(nèi)主要的活性氧來(lái)源(Robert et al., 2009)。因此，鹽脅迫下降低光合反應(yīng)速率對(duì)避免氧化傷害保持膜脂完整性非常重要。
細(xì)胞壁和細(xì)胞間隙而不通過(guò)細(xì)胞膜，直接進(jìn)入木質(zhì)部這種通過(guò)共質(zhì)體或質(zhì)外體進(jìn)入植物中的方式，是一些累 Na+的主要原因。雖然植物根組織中的位于中柱上質(zhì)體或質(zhì)外體途徑進(jìn)入植物的功能，但未成熟的根組大量 Na+能通過(guò)共質(zhì)體或質(zhì)外體途徑進(jìn)入木質(zhì)部。液中運(yùn)輸?shù)碾x子需要通過(guò)細(xì)胞膜才能到達(dá)木質(zhì)部周圍。定位于細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是完成這一步驟的關(guān)鍵子轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)即可以被動(dòng)卸載也可以主動(dòng)卸載木質(zhì)部汁過(guò)性的離子通道完成，后者則由 Na+/H+反轉(zhuǎn)運(yùn)子完細(xì)胞的 SOS1 就具有上述功能。在低度或中度鹽脅迫 Na+，而在高度鹽脅迫下則可以從木質(zhì)部卸載 Na+。陽(yáng)分成員也具有相同的功能。擬南芥的 CHX21 主要在根株木質(zhì)部汁液中的 Na+會(huì)明顯降低(Hall, 2006)。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鹽堿地可持續(xù)利用研究綜述[J]. 王佳麗,黃賢金,鐘太洋,陳志剛. 地理學(xué)報(bào). 2011(05)
[2]非損傷性掃描離子選擇電極技術(shù)及其在高等植物研究中的應(yīng)用[J]. 印莉萍,上官宇,許越. 自然科學(xué)進(jìn)展. 2006(03)
[3]設(shè)施土壤次生鹽漬化及其對(duì)土壤性質(zhì)的影響[J]. 余海英,李廷軒,周健民. 土壤. 2005(06)
本文編號(hào)：3124787
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