基于轉(zhuǎn)錄組的陸地棉苗期耐冷機制初步解析及功能基因挖掘
發(fā)布時間:2023-12-08 20:36
陸地棉(Gossypium hirsutum L.)起源于亞熱帶,喜熱畏寒。隨著我國植棉區(qū)大幅度調(diào)整,新疆成為了我國最大的棉花種植區(qū),而由于新疆氣候寒涼,春季常發(fā)生“倒春寒”災害,導致大量棉田重播,嚴重影響棉花產(chǎn)量和纖維質(zhì)量。而苗期是棉花冷害的關鍵時期,篩選培育棉花苗期具有耐冷性的品種對抵御“倒春寒”,保證棉苗成活及產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要意義和價值。本研究主要進行以下三方面研究:一是對我國黃河流域、長江流域、西北內(nèi)陸流域、北部特早熟和國外五個生態(tài)區(qū)的棉花種質(zhì)資源進行耐冷性鑒定和種質(zhì)篩選,并對其中50個代表性種質(zhì)運用多個指標鑒定耐冷種質(zhì);二是基于耐冷差異種質(zhì)苗期的轉(zhuǎn)錄組測序分析篩選得到6個耐冷候選基因;三是對耐冷相關基因GhZAT10(GhD05G2011)進行了克隆和耐冷功能驗證。主要研究結(jié)果如下:1.以4℃冷處理4.5天、再進行5天恢復處理后成活苗率作為棉花苗期耐冷性鑒定的主要指標,對來源于長江流域棉區(qū)、黃河流域棉區(qū)、西北內(nèi)陸棉區(qū)、北部特早熟棉區(qū)和國外的315份種質(zhì)進行耐冷性初步鑒定,結(jié)果顯示西北內(nèi)陸生態(tài)區(qū)的棉花種質(zhì)耐冷性最強,國外種質(zhì)次之,其他生態(tài)區(qū)棉花種質(zhì)不耐冷...
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 引言
1.1 冷害對植物的影響
1.1.1 低溫冷害對植物幼苗生長的影響
1.1.2 低溫冷害對植物形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響
1.1.3 低溫冷害對細胞膜的影響
1.1.4 低溫冷害對低溫脅迫恢復的影響
1.2 轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)概述
1.3 鋅指蛋白的概述
1.4 植物C2H2型鋅指蛋白的相關研究進展
1.5 棉花C2H2型鋅指蛋白的研究進展
1.6 本研究的目的意義
2 材料與方法
2.1 陸地棉苗期耐冷評價方法及種質(zhì)篩選
2.1.1 試驗材料
2.1.2 材料培養(yǎng)及處理
2.1.3 低溫脅迫恢復活苗率和冷害指數(shù)的測定
2.1.4 相對電導率的測定
2.1.5 陸地棉子葉期耐冷級別評定
2.1.6 數(shù)據(jù)處理
2.2 棉花苗期耐冷差異種質(zhì)的轉(zhuǎn)錄組測序
2.2.1 試驗材料
2.2.2 材料培養(yǎng)及處理取樣
2.2.3 RNA提取及質(zhì)量檢測
2.2.4 文庫構(gòu)建及上機測序
2.2.5 測序數(shù)據(jù)過濾
2.2.6 基因組比對分析
2.2.7 基因表達水平比較
2.2.8 實時熒光定量PCR檢測
2.2.9 差異表達基因的篩選
2.2.10 差異基因的GO和KEGG功能富集分析
2.3 陸地棉GhZAT10基因的克隆及功能分析
2.3.1 試驗材料
2.3.2 材料培養(yǎng)及逆境處理
2.3.3 載體及菌株
2.3.4 常用抗生素的配制
2.3.5 試驗試劑
2.3.6 試驗儀器
2.3.7 cDNA的合成
2.3.8 GhZAT10蛋白亞細胞定位
2.3.9 生物信息學分析
2.3.10 低溫下GhZAT10的實時熒光定量表達分析
2.3.11 棉花VIGS載體的構(gòu)建
3 結(jié)果與分析
3.1 陸地棉苗期耐冷評價及種質(zhì)篩選
3.1.1 315份陸地棉子葉期低溫脅迫恢復的活苗率統(tǒng)計
3.1.2 50份陸地棉子葉期低溫脅迫恢復的形態(tài)指數(shù)統(tǒng)計
3.1.3 50份陸地棉子葉期低溫脅迫耐冷級別的確定
3.2 棉花苗期耐冷差異種質(zhì)的轉(zhuǎn)錄組測序
3.2.1 基因組比對分析
3.2.2 基因統(tǒng)計分析
3.2.3 低溫早期響應轉(zhuǎn)錄組分析
3.2.4 低溫早期快速上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子的鑒定
3.2.5 組間差異表達基因統(tǒng)計分析
3.2.6 CT3-CT6組間高豐度表達差異基因分析
3.2.7 差異基因的KEGG pathway功能富集分析
3.2.8 差異基因的GO富集分析
3.3 陸地棉GhZAT10基因的克隆及功能分析
3.3.1 GhZAT10基因的特征分析及克隆
3.3.2 GhZAT10蛋白的理化性質(zhì)和磷酸化位點預測分析
3.3.3 GhZAT10蛋白與其他物種ZAT10蛋白的進化關系分析
3.3.4 GhZAT10蛋白亞細胞定位
3.3.5 棉花組織中GhZAT10的表達分析
3.3.6 VIGS棉花表現(xiàn)出冷敏感表型
4 討論
5 結(jié)論
參考文獻
附錄
附表1 315份陸地棉種質(zhì)資源信息
附表2 315份陸地棉種質(zhì)資源子葉期低溫脅迫恢復活苗率
附表3 50份陸地棉子葉期低溫脅迫恢復的形態(tài)指數(shù)
附表4 50份陸地棉種質(zhì)資源信息
在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文
作者簡歷
致謝
附件
本文編號:3871109
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 引言
1.1 冷害對植物的影響
1.1.1 低溫冷害對植物幼苗生長的影響
1.1.2 低溫冷害對植物形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響
1.1.3 低溫冷害對細胞膜的影響
1.1.4 低溫冷害對低溫脅迫恢復的影響
1.2 轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)概述
1.3 鋅指蛋白的概述
1.4 植物C2H2型鋅指蛋白的相關研究進展
1.5 棉花C2H2型鋅指蛋白的研究進展
1.6 本研究的目的意義
2 材料與方法
2.1 陸地棉苗期耐冷評價方法及種質(zhì)篩選
2.1.1 試驗材料
2.1.2 材料培養(yǎng)及處理
2.1.3 低溫脅迫恢復活苗率和冷害指數(shù)的測定
2.1.4 相對電導率的測定
2.1.5 陸地棉子葉期耐冷級別評定
2.1.6 數(shù)據(jù)處理
2.2 棉花苗期耐冷差異種質(zhì)的轉(zhuǎn)錄組測序
2.2.1 試驗材料
2.2.2 材料培養(yǎng)及處理取樣
2.2.3 RNA提取及質(zhì)量檢測
2.2.4 文庫構(gòu)建及上機測序
2.2.5 測序數(shù)據(jù)過濾
2.2.6 基因組比對分析
2.2.7 基因表達水平比較
2.2.8 實時熒光定量PCR檢測
2.2.9 差異表達基因的篩選
2.2.10 差異基因的GO和KEGG功能富集分析
2.3 陸地棉GhZAT10基因的克隆及功能分析
2.3.1 試驗材料
2.3.2 材料培養(yǎng)及逆境處理
2.3.3 載體及菌株
2.3.4 常用抗生素的配制
2.3.5 試驗試劑
2.3.6 試驗儀器
2.3.7 cDNA的合成
2.3.8 GhZAT10蛋白亞細胞定位
2.3.9 生物信息學分析
2.3.10 低溫下GhZAT10的實時熒光定量表達分析
2.3.11 棉花VIGS載體的構(gòu)建
3 結(jié)果與分析
3.1 陸地棉苗期耐冷評價及種質(zhì)篩選
3.1.1 315份陸地棉子葉期低溫脅迫恢復的活苗率統(tǒng)計
3.1.2 50份陸地棉子葉期低溫脅迫恢復的形態(tài)指數(shù)統(tǒng)計
3.1.3 50份陸地棉子葉期低溫脅迫耐冷級別的確定
3.2 棉花苗期耐冷差異種質(zhì)的轉(zhuǎn)錄組測序
3.2.1 基因組比對分析
3.2.2 基因統(tǒng)計分析
3.2.3 低溫早期響應轉(zhuǎn)錄組分析
3.2.4 低溫早期快速上調(diào)轉(zhuǎn)錄因子的鑒定
3.2.5 組間差異表達基因統(tǒng)計分析
3.2.6 CT3-CT6組間高豐度表達差異基因分析
3.2.7 差異基因的KEGG pathway功能富集分析
3.2.8 差異基因的GO富集分析
3.3 陸地棉GhZAT10基因的克隆及功能分析
3.3.1 GhZAT10基因的特征分析及克隆
3.3.2 GhZAT10蛋白的理化性質(zhì)和磷酸化位點預測分析
3.3.3 GhZAT10蛋白與其他物種ZAT10蛋白的進化關系分析
3.3.4 GhZAT10蛋白亞細胞定位
3.3.5 棉花組織中GhZAT10的表達分析
3.3.6 VIGS棉花表現(xiàn)出冷敏感表型
4 討論
5 結(jié)論
參考文獻
附錄
附表1 315份陸地棉種質(zhì)資源信息
附表2 315份陸地棉種質(zhì)資源子葉期低溫脅迫恢復活苗率
附表3 50份陸地棉子葉期低溫脅迫恢復的形態(tài)指數(shù)
附表4 50份陸地棉種質(zhì)資源信息
在讀期間發(fā)表的學術(shù)論文
作者簡歷
致謝
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本文編號:3871109
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