基于轉(zhuǎn)錄組的陸地棉苗期耐冷機(jī)制初步解析及功能基因挖掘
發(fā)布時(shí)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(guó)植棉區(qū)大幅度調(diào)整,新疆成為了我國(guó)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(zāi)害,導(dǎo)致大量棉田重播,嚴(yán)重影響棉花產(chǎn)量和纖維質(zhì)量。而苗期是棉花冷害的關(guān)鍵時(shí)期,篩選培育棉花苗期具有耐冷性的品種對(duì)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(jià)值。本研究主要進(jìn)行以下三方面研究:一是對(duì)我國(guó)黃河流域、長(zhǎng)江流域、西北內(nèi)陸流域、北部特早熟和國(guó)外五個(gè)生態(tài)區(qū)的棉花種質(zhì)資源進(jìn)行耐冷性鑒定和種質(zhì)篩選,并對(duì)其中50個(gè)代表性種質(zhì)運(yùn)用多個(gè)指標(biāo)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(cè)序分析篩選得到6個(gè)耐冷候選基因;三是對(duì)耐冷相關(guān)基因GhZAT10(GhD05G2011)進(jìn)行了克隆和耐冷功能驗(yàn)證。主要研究結(jié)果如下:1.以4℃冷處理4.5天、再進(jìn)行5天恢復(fù)處理后成活苗率作為棉花苗期耐冷性鑒定的主要指標(biāo),對(duì)來源于長(zhǎng)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(guó)外的315份種質(zhì)進(jìn)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(qiáng),國(guó)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(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 引言
1.1 冷害對(duì)植物的影響
1.1.1 低溫冷害對(duì)植物幼苗生長(zhǎng)的影響
1.1.2 低溫冷害對(duì)植物形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響
1.1.3 低溫冷害對(duì)細(xì)胞膜的影響
1.1.4 低溫冷害對(duì)低溫脅迫恢復(fù)的影響
1.2 轉(zhuǎn)錄組測(cè)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(guān)研究進(jìn)展
1.5 棉花C2H2型鋅指蛋白的研究進(jìn)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(píng)價(jià)方法及種質(zhì)篩選
2.1.1 試驗(yàn)材料
2.1.2 材料培養(yǎng)及處理
2.1.3 低溫脅迫恢復(fù)活苗率和冷害指數(shù)的測(cè)定
2.1.4 相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定
2.1.5 陸地棉子葉期耐冷級(jí)別評(píng)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(cè)序
2.2.1 試驗(yàn)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(cè)
2.2.4 文庫(kù)構(gòu)建及上機(jī)測(cè)序
2.2.5 測(cè)序數(shù)據(jù)過濾
2.2.6 基因組比對(duì)分析
2.2.7 基因表達(dá)水平比較
2.2.8 實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)
2.2.9 差異表達(dá)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(yàn)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(yàn)試劑
2.3.6 試驗(yàn)儀器
2.3.7 cDNA的合成
2.3.8 GhZAT10蛋白亞細(xì)胞定位
2.3.9 生物信息學(xué)分析
2.3.10 低溫下GhZAT10的實(shí)時(shí)熒光定量表達(dá)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(píng)價(jià)及種質(zhì)篩選
3.1.1 315份陸地棉子葉期低溫脅迫恢復(fù)的活苗率統(tǒng)計(jì)
3.1.2 50份陸地棉子葉期低溫脅迫恢復(fù)的形態(tài)指數(shù)統(tǒng)計(jì)
3.1.3 50份陸地棉子葉期低溫脅迫耐冷級(jí)別的確定
3.2 棉花苗期耐冷差異種質(zhì)的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序
3.2.1 基因組比對(duì)分析
3.2.2 基因統(tǒng)計(jì)分析
3.2.3 低溫早期響應(yīng)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(dá)基因統(tǒng)計(jì)分析
3.2.6 CT3-CT6組間高豐度表達(dá)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(diǎn)預(yù)測(cè)分析
3.3.3 GhZAT10蛋白與其他物種ZAT10蛋白的進(jìn)化關(guān)系分析
3.3.4 GhZAT10蛋白亞細(xì)胞定位
3.3.5 棉花組織中GhZAT10的表達(dá)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(xiàn)
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(fù)活苗率
附表3 50份陸地棉子葉期低溫脅迫恢復(fù)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(xué)術(shù)論文
作者簡(jiǎn)歷
致謝
附件
本文編號(hào):3871109
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
1 引言
1.1 冷害對(duì)植物的影響
1.1.1 低溫冷害對(duì)植物幼苗生長(zhǎng)的影響
1.1.2 低溫冷害對(duì)植物形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響
1.1.3 低溫冷害對(duì)細(xì)胞膜的影響
1.1.4 低溫冷害對(duì)低溫脅迫恢復(fù)的影響
1.2 轉(zhuǎn)錄組測(cè)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(guān)研究進(jìn)展
1.5 棉花C2H2型鋅指蛋白的研究進(jìn)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(píng)價(jià)方法及種質(zhì)篩選
2.1.1 試驗(yàn)材料
2.1.2 材料培養(yǎng)及處理
2.1.3 低溫脅迫恢復(fù)活苗率和冷害指數(shù)的測(cè)定
2.1.4 相對(duì)電導(dǎo)率的測(cè)定
2.1.5 陸地棉子葉期耐冷級(jí)別評(píng)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(cè)序
2.2.1 試驗(yàn)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(cè)
2.2.4 文庫(kù)構(gòu)建及上機(jī)測(cè)序
2.2.5 測(cè)序數(shù)據(jù)過濾
2.2.6 基因組比對(duì)分析
2.2.7 基因表達(dá)水平比較
2.2.8 實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)
2.2.9 差異表達(dá)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(yàn)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(yàn)試劑
2.3.6 試驗(yàn)儀器
2.3.7 cDNA的合成
2.3.8 GhZAT10蛋白亞細(xì)胞定位
2.3.9 生物信息學(xué)分析
2.3.10 低溫下GhZAT10的實(shí)時(shí)熒光定量表達(dá)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(píng)價(jià)及種質(zhì)篩選
3.1.1 315份陸地棉子葉期低溫脅迫恢復(fù)的活苗率統(tǒng)計(jì)
3.1.2 50份陸地棉子葉期低溫脅迫恢復(fù)的形態(tài)指數(shù)統(tǒng)計(jì)
3.1.3 50份陸地棉子葉期低溫脅迫耐冷級(jí)別的確定
3.2 棉花苗期耐冷差異種質(zhì)的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序
3.2.1 基因組比對(duì)分析
3.2.2 基因統(tǒng)計(jì)分析
3.2.3 低溫早期響應(yīng)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(dá)基因統(tǒng)計(jì)分析
3.2.6 CT3-CT6組間高豐度表達(dá)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(diǎn)預(yù)測(cè)分析
3.3.3 GhZAT10蛋白與其他物種ZAT10蛋白的進(jìn)化關(guān)系分析
3.3.4 GhZAT10蛋白亞細(xì)胞定位
3.3.5 棉花組織中GhZAT10的表達(dá)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(xiàn)
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(fù)活苗率
附表3 50份陸地棉子葉期低溫脅迫恢復(fù)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(xué)術(shù)論文
作者簡(jiǎn)歷
致謝
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本文編號(hào):3871109
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