本文關(guān)鍵詞：油菜發(fā)芽期耐鹽評(píng)價(jià)、篩選與鹽脅迫下根轉(zhuǎn)錄組分析

  更多相關(guān)文章： 油菜 耐鹽 種質(zhì)篩選 差異表達(dá)基因

【摘要】：土壤鹽堿化嚴(yán)重降低作物生產(chǎn)力,是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)面對(duì)的一個(gè)巨大難題。研究表明,提高作物的耐鹽能力是解決這一矛盾的最高效方式。油菜是世界上最重要的油料作物之一,是我國(guó)第一大油料作物,在國(guó)產(chǎn)油料作物產(chǎn)油量中占50%以上份額,在維護(hù)我國(guó)“食物安全”中具有重要作用。世界上干旱與半干旱地區(qū)的油菜產(chǎn)區(qū),鹽害導(dǎo)致油菜產(chǎn)量降低最高可達(dá)60%。本研究對(duì)不同油菜品系進(jìn)行發(fā)芽期鹽脅迫處理,在耐鹽鑒定方法、種質(zhì)篩選和分子機(jī)制上都進(jìn)行了探索,取得了以下研究結(jié)果:(1)采用梯度鹽濃度(Na Cl)于發(fā)芽期脅迫不同遺傳背景的甘藍(lán)型油菜品系后發(fā)現(xiàn):(a)隨著鹽脅迫濃度的增加,油菜發(fā)芽率呈Boltzmann曲線變化,214 mmol/L為鑒定甘藍(lán)型油菜品系耐鹽性的最適鹽濃度。(b)鹽脅迫影響發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、根長(zhǎng)、胚軸長(zhǎng)、單株鮮重和地上鮮重等六個(gè)性狀值。各品系性狀值受鹽脅迫抑制程度不同,耐鹽性差異顯著。(2)評(píng)價(jià)了67個(gè)現(xiàn)有甘藍(lán)型油菜推廣品種的耐鹽性,測(cè)定了11個(gè)相關(guān)性狀值并采用主成分分析法和聚類分析法對(duì)參試品種進(jìn)行耐鹽性綜合評(píng)判,并篩選耐鹽種質(zhì)資源。結(jié)果表明:(a)鹽脅迫下參試品種的耐鹽性均具有顯著差異。(b)雜交品種的耐鹽性顯著強(qiáng)于常規(guī)品種,而來自長(zhǎng)江流域上、中、下游油菜產(chǎn)區(qū)的品種在耐鹽性上無顯著性差異。(c)主成分分析法和聚類分析法對(duì)參試品種耐鹽性的評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致。中油821、耐鹽1號(hào)為高度耐鹽品種(系),而湘油15號(hào)、華雙3號(hào)等高度鹽敏感品種。(3)為了探索蕓薹屬三個(gè)栽培種(甘藍(lán)型油菜、芥菜型油菜和白菜型油菜)的耐鹽能力并篩選獲得耐鹽種質(zhì),對(duì)三個(gè)栽培種共203份資源材料進(jìn)行鹽脅迫發(fā)芽試驗(yàn),結(jié)果表明:(a)從發(fā)芽率上看,白菜型油菜耐鹽能力最強(qiáng),甘藍(lán)型油菜次之,芥菜型油菜最差。(b)進(jìn)一步聯(lián)合根長(zhǎng)、胚軸長(zhǎng)、單株鮮重、地上鮮重、葉綠素含量和電導(dǎo)率等六個(gè)性狀值比較,鑒定并篩選到白菜型油菜Br2、甘藍(lán)型油菜Bn1和Bn3等3份最耐鹽種質(zhì)。(4)對(duì)耐鹽油菜品系WH126進(jìn)行對(duì)照(H2O)和鹽(214 mmol/L Na Cl溶液)處理后發(fā)現(xiàn),鹽脅迫顯著抑制其根系生長(zhǎng)。通過兩個(gè)處理下四個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)(0小時(shí)、3小時(shí)、12小時(shí)和24小時(shí))的油菜根系進(jìn)行數(shù)字基因表達(dá)譜(Digital Gene Expression,DGE)測(cè)序分析,獲得了甘藍(lán)型油菜在鹽脅迫下的基因轉(zhuǎn)錄信息。進(jìn)一步通過與已經(jīng)公開的白菜型油菜基因組序列進(jìn)行比對(duì),每個(gè)基因文庫(kù)得到大于3萬個(gè)同源基因的轉(zhuǎn)錄信息。將兩個(gè)處理下三個(gè)相同時(shí)間點(diǎn)(3小時(shí)、12小時(shí)和24小時(shí))的基因表達(dá)水平進(jìn)行比較,分別得到了1704、1477和1626個(gè)差異表達(dá)基因(Differentially Expressed Genes,DEG)。通過對(duì)三個(gè)時(shí)間點(diǎn)差異基因選取交集,獲得了163個(gè)持續(xù)對(duì)鹽脅迫響應(yīng)的候選基因。GO和KEGG分析表明,參與脯氨酸代謝、肌醇代謝、糖代謝和氧化還原過程的基因可能參與油菜發(fā)芽期的耐鹽過程,這些基因包括脯氨酸脫氫酶基因(Pro DH)、Δ1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因(P5CS)、肌醇加氧酶基因(MIOX)、細(xì)胞色素P450、2-酮戊二酸鐵Ⅱ(Fe2+)依賴性加氧酶基因(2OG oxygenase)、木葡聚糖轉(zhuǎn)移酶基因(XTH)等。對(duì)這些候選基因的深入分析可能為油菜的耐鹽分子機(jī)制提供有益的參考。
【關(guān)鍵詞】：油菜 耐鹽 種質(zhì)篩選 差異表達(dá)基因
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S565.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-12
• 英文縮略表12-14
• 第一章 引言14-33
• 1.1 世界及中國(guó)土地的鹽堿化現(xiàn)狀14-15
• 1.2 鹽堿地的改良技術(shù)與方法15
• 1.3 鹽土農(nóng)業(yè)15-16
• 1.4 油菜的基本情況16-19
• 1.5 鹽脅迫對(duì)植物（作物）的傷害19-21
• 1.5.1 鹽脅迫產(chǎn)生的兩大效應(yīng)19-20
• 1.5.2 鹽脅迫對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響20-21
• 1.6 植物對(duì)鹽害的適應(yīng)機(jī)制21-22
• 1.6.1 耐滲透脅迫機(jī)制21
• 1.6.2 耐離子脅迫（拒鹽、耐鹽和離子區(qū)域化）21-22
• 1.6.3 清除活性氧（ROS）的膜保護(hù)系統(tǒng)22
• 1.7 耐鹽作物篩選22-25
• 1.7.1 耐鹽鑒定方法22-23
• 1.7.2 耐鹽評(píng)價(jià)分析方法23
• 1.7.3 耐鹽種質(zhì)篩選23-25
• 1.8 植物耐鹽分子生物學(xué)研究25-28
• 1.8.1 耐鹽轉(zhuǎn)錄組研究25-26
• 1.8.2 耐鹽基因克隆26-28
• 1.9 蕓薹屬（包括甘藍(lán)型油菜）耐鹽相關(guān)研究進(jìn)展28-31
• 1.9.1 蕓薹屬不同物種的耐鹽性比較及各個(gè)油菜栽培種的耐鹽種質(zhì)篩選28-29
• 1.9.2 耐鹽蕓薹屬品種研究29-31
• 1.10本研究的目的和意義31-32
• 1.11實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線32-33
• 第二章 甘藍(lán)型油菜發(fā)芽期耐鹽性的初步研究33-41
• 2.1 材料與方法33-34
• 2.1.1 材料33
• 2.1.2 方法33-34
• 2.2 結(jié)果與分析34-39
• 2.2.1 不同濃度鹽脅迫下各品種相對(duì)發(fā)芽率的差異34-36
• 2.2.2 梯度濃度鹽脅迫下油菜各性狀相對(duì)值的變化。36
• 2.2.3 最適鹽脅迫濃度下15個(gè)品系各生理指標(biāo)的差異36-38
• 2.2.4 最適鹽脅迫濃度下各品系生理指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)38
• 2.2.5 油菜15個(gè)品系的耐鹽性聚類分析38-39
• 2.3 討論39-41
• 2.3.1 油菜耐鹽性鑒定方法及其最適濃度39
• 2.3.2 鹽脅迫對(duì)不同生理指標(biāo)的影響以及油菜耐鹽性的評(píng)價(jià)39-41
• 第三章 甘藍(lán)型油菜品種發(fā)芽期耐鹽性評(píng)價(jià)與篩選41-52
• 3.1 材料與方法41-42
• 3.1.1 材料41
• 3.1.2 方法41-42
• 3.2 結(jié)果與分析42-49
• 3.2.1 油菜品種（系）發(fā)芽期對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)。42-43
• 3.2.2 鹽脅迫下油菜品系各性狀相對(duì)值間的相關(guān)系數(shù)43-44
• 3.2.3 兩種油菜品種類型（雜交種與常規(guī)種）的耐鹽性比較44-45
• 3.2.4 不同地區(qū)品種（系）的耐鹽性比較45
• 3.2.5 鹽脅迫對(duì)油菜各性狀影響情況的主成分分析45-48
• 3.2.6 油菜品種耐鹽性的聚類分析48-49
• 3.3 討論49-52
• 3.3.1 發(fā)芽期是評(píng)價(jià)鑒定作物耐鹽性的重要時(shí)期49
• 3.3.2 性狀差異反映了作物不同基因型的耐鹽性49-50
• 3.3.3 作物耐鹽性的鑒定方法及作物遺傳改良50
• 3.3.4 甘藍(lán)型油菜品種的耐鹽性比較50-52
• 第四章 油菜三個(gè)栽培種發(fā)芽期耐鹽性評(píng)價(jià)52-59
• 4.1 材料與方法52
• 4.1.1 材料52
• 4.1.2 方法52
• 4.2 結(jié)果與分析52-56
• 4.2.1 三個(gè)栽培種在鹽脅迫下的發(fā)芽能力比較52-54
• 4.2.2 油菜三個(gè)栽培種發(fā)芽率的擬合曲線54-55
• 4.2.3 不同鹽濃度下三個(gè)栽培種的性狀值比較55
• 4.2.4 三個(gè)栽培種種質(zhì)的耐鹽性主成份分析及評(píng)價(jià)55-56
• 4.3 討論56-59
• 4.3.1 三個(gè)栽培種的耐鹽性比較56-58
• 4.3.2 油菜耐鹽種質(zhì)的利用58-59
• 第五章 油菜發(fā)芽期耐鹽轉(zhuǎn)錄組研究59-75
• 5.1 材料與方法59-60
• 5.1.1 植物材料與鹽脅迫處理59
• 5.1.2 根長(zhǎng)測(cè)定59
• 5.1.3 RNA提取和文庫(kù)構(gòu)建59
• 5.1.4 序列分析59-60
• 5.1.5 實(shí)時(shí)定量PCR60
• 5.2 結(jié)果60-66
• 5.2.1 鹽脅迫對(duì)甘藍(lán)型油菜根系發(fā)育的影響60-61
• 5.2.2 測(cè)序與數(shù)據(jù)分析61-62
• 5.2.3 鹽脅迫過程中基因表達(dá)概況62-64
• 5.2.4 候選基因表達(dá)模式64
• 5.2.5 鹽脅迫相關(guān)DEG的GO和KEGG分析64-65
• 5.2.6 鹽脅迫相關(guān)基因的確定65-66
• 5.2.7 利用定量PCR來進(jìn)行DGE表達(dá)譜驗(yàn)證66
• 5.3 討論66-75
• 5.3.1 轉(zhuǎn)錄組分析的時(shí)間點(diǎn)選擇66-67
• 5.3.2 DGE測(cè)序數(shù)據(jù)的可靠性67
• 5.3.3 甘藍(lán)型油菜的耐鹽候選基因67-68
• 5.3.4 參與氧化還原反應(yīng)的基因?qū)}脅迫有響應(yīng)68-69
• 5.3.5 在糖代謝過程中具有功能的基因可能參與耐鹽69-70
• 5.3.6 鹽脅迫下根長(zhǎng)發(fā)育受到抑制的可能機(jī)制70-75
• 第六章 結(jié)論75-78
• 參考文獻(xiàn)78-91
• 附錄91-95
• 致謝95-96
• 作者簡(jiǎn)歷96

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 習(xí)西成，，刁西文;保護(hù)地黃瓜的形態(tài)診斷技術(shù)[J];北方園藝;1995年04期

2 姜瑞云;黃禎茂;喻樹迅;原日紅;;不同短季棉品種離體子葉衰老過程中的生理生化變化[J];棉花學(xué)報(bào);1993年01期

3 沈一;劉永惠;陳志德;顏偉;欒玉柱;;花生幼苗期耐鹽品種的篩選與評(píng)價(jià)[J];花生學(xué)報(bào);2012年01期

4 ;Inheritance of Rice Seed Germination Ability under Salt Stress[J];Rice Science;2010年02期

5 張海波;崔繼哲;曹甜甜;張佳彤;劉千千;劉歡;;大豆出苗期和苗期對(duì)鹽脅迫的響應(yīng)及耐鹽指標(biāo)評(píng)價(jià)[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2011年10期

6 林棲鳳,鄧用川,黃薇,陳菊培,李冠一;紅樹DNA導(dǎo)入茄子獲得耐鹽性后代的研究[J];生物工程進(jìn)展;2001年05期

7 王麗燕,趙可夫;玉米幼苗對(duì)鹽脅迫的生理響應(yīng)[J];作物學(xué)報(bào);2005年02期

8 劉杰;張美麗;張義;石德成;;人工模擬鹽、堿環(huán)境對(duì)向日葵種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響[J];作物學(xué)報(bào);2008年10期

9 劉光宇;關(guān)榮霞;常汝鎮(zhèn);邱麗娟;;大豆不同器官Na~+含量與苗期耐鹽性的相關(guān)分析[J];作物學(xué)報(bào);2011年07期

10 沈俊儒;吳建勇;張劍;劉平武;楊光圣;;甘藍(lán)型油菜華油雜6號(hào)及其親本的基因差異表達(dá)研究[J];中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué);2006年01期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 謝振宇;柱花草屬牧草種子萌發(fā)期及幼苗期耐鹽性研究[D];華南熱帶農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

2 李寒暝;耐鹽棉花品種篩選[D];新疆農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

本文編號(hào)：866185