一、脯氨酸代谢与植物抗渗透胁迫的研究进展(论文文献综述)
王家豪[1](2021)在《OsU496A调控水稻幼苗应答渗透逆境的生理与分子机制》文中认为渗透逆境是一种常见的导致植物水分短缺的非生物胁迫,它会导致植物内部生理生化状态发生改变,使植物生长发育减缓、停滞甚至死亡。渗透逆境下的植物会发生一系列生理生化变化来抵御逆境损伤,如渗透调节和抗氧化机制等。水稻是世界上最重要的粮食作物之一,其整个生育期需水量巨大,渗透逆境对水稻生产造成了巨大影响。因此,研究水稻应答渗透逆境的生理和分子机制具有理论和实践的双重意义。实验室前期研究结果表明,水稻DUF677家族蛋白成员OsU496A参与了水稻盐胁迫响应的过程。本研究以Os U496A干扰表达和过表达株系及其野生型(日本晴)水稻为材料,进一步对Os U496A参与水稻应答聚乙二醇(PEG)和甘露醇(Mannitol)模拟渗透逆境的生理和分子机制进行了研究,主要结果如下:1、在NCBI和UniProt数据库中搜索得到的29个UPF0496 protein 1蛋白,根据进化关系可分为5组,与OsU496A关系较近的均为稻属植物,且这9个稻属物种中的UPF0496 protein 1蛋白都具有(DNDAAAG)基序。OsU496A蛋白理化性质和跨膜结构域的分析结果表明其是一个膜蛋白,进一步的亚细胞定位结果证实其定位在细胞膜。OsU496A的启动子顺式作用元件分析得到了一些逆境激素(脱落酸)、光诱导和生长发育相关的启动子元件。功能相关基因互作分析结果也预测OsU496A可能与水稻生长和逆境响应过程有密切关系。2、实时荧光定量PCR测定结果表明,OsU496A能被渗透逆境显着诱导表达。用PEG和甘露醇对各OsU496A株系幼苗进行处理,发现Os U496A表达量下调后,幼苗对渗透逆境的抗逆性增强。各逆境生理指标测定结果表明,在渗透逆境下,OsU496A干扰表达株系的离体叶片失水速率最低,叶和根中的相对含水量均为最高;过表达株系的离体叶片失水速率最高,叶和根中的相对含水量最低,且各株系间均达到显着差异。渗透逆境下的各OsU496A株系水稻幼苗叶和根中的脯氨酸含量、可溶性糖含量、过氧化氢含量、丙二醛含量、相对电导率和抗氧化酶(APX、CAT、POD和SOD)活性均呈现上升趋势。并且,Os U496A干扰表达株系水稻幼苗叶和根中的脯氨酸含量、可溶性糖含量、抗氧化酶活性、渗透调节和抗氧化酶合成相关基因(LEA3、APX3和CATC)表达量均高于野生型和过表达株系,而过氧化氢含量、丙二醛含量、相对电导率则低于野生型和过表达株系。3、转录组测序结果表明,渗透逆境下,OsU496A可影响一些抗逆基因的表达,如激素水平调节(CsASR5)、抗氧化能力(Pox1)、水分转运(OsPIP2;6)基因。GO分析结果显示,这些差异基因主要富集在与激素水平调节、活性氧代谢、逆境响应等相关生物学过程。在差异基因的KEGG富集通路中,差异基因主要被富集在苯丙烷生物合成、植物MAPK信号通路、植物激素信号转导通路中。综上所述,OsU496A是一个受渗透逆境诱导表达的细胞膜蛋白。OsU496A干扰表达水稻株系抵抗渗透逆境的能力增强。OsU496A可能通过影响抗逆基因(LEA3、Pox1和OsPIP2;6等)的表达,进而影响渗透逆境下水稻幼苗的保水能力、渗透调节能力和ROS清除能力,从而负调控水稻应答渗透逆境过程。这可为水稻响应渗透逆境的机制研究提供新的思路,并可为培育抗逆稳产优良水稻品种提供材料和丰富基因资源。
刘栩铭[2](2021)在《冷胁迫蓖麻蛋白质组解析及RcGPX基因的功能研究》文中提出低温是限制植物生长发育与作物产量的主要非生物胁迫之一。蓖麻起源于热带及亚热带,对低温胁迫极其敏感。通辽地区是我国蓖麻主产区之一,但受到地理因素影响,冷害成为该地区主要的非生物胁迫之一,严重影响蓖麻的产量与品质。因此挖掘蓖麻抗冷基因对选育蓖麻抗冷新种质具有现实意义。蛋白质是生理功能的最终执行者,同时也是种子养料的提供者与其内部生化反应和代谢过程的调控者。该研究以优良蓖麻抗冷品系“通蓖5号”为材料,采用i TRAQ定量蛋白质组学方法比较冷处理前后种子吸胀早期蛋白质丰度变化情况,基于蛋白质组学数据与生理指标测定提出了冷胁迫下蓖麻种子吸水早期的冷适应模型。进一步克隆蓖麻谷胱甘肽过氧化物酶RcGPX,通过构建过表达载体并转化拟南芥,解析其调控植物抗冷的机制。主要研究结果如下:1.iTRAQ蛋白质组学共鉴定到蛋白1670个,差异积累蛋白(DAPS)127个。这些蛋白主要参与碳和能量代谢、翻译和翻译后修饰、逆境响应、信号转导等。酶联免疫吸附法(ELISA)结果表明该蛋白质组数据真实可靠。2.成功克隆RcGPX基因,包含711 bp的ORF,推测编码236个氨基酸,其包含植物GPX家族成员共有的3个保守结构域GKALLIVNVASQCG、LAFPCNQF、WNFSKF,推测Cys为催化位点,Gln(Q)、Trp(W)和Asn(N)可能形成一个潜在的氧化还原中心。RcGPX启动子区含有与逆境响应、激素诱导相关的顺式作用元件,推测具有调节植物非生物胁迫适应性的潜在功能。3.构建植物过表达载体,通过转化拟南芥,获得单拷贝纯合体转基因植株。实验发现冷处理后,转基因拟南芥的萌发率均显着高于野生型,表明冷胁迫下RcGPX正调控转基因植株的种子萌发。而冻害胁迫下,野生型植株存活率约为80%,转基因植株存活率介于40-44%,表明RcGPX在苗期降低了转基因植株的抗冷性。4.qRT-PCR分析发现转基因种子萌发率的升高与抑制ABA和提高GA信号转导途径基因的表达有关。相比于野生型,转基因种子中ABI4、CYP707A1与GA2ox7均显着下调表达。5.生理指标测定与表达分析表明RcGPX对苗期转基因株系抗冷性的负调控与H2O2含量的升高有关。H2O2既能使转基因中积累较高的MDA导致膜脂过氧化,又可作为信号分子打破原有GSH-ASA循环的稳态,通过影响MAPK3-ICE1-CBF-COR级联以及ABA依赖性途径关键基因的表达进而降低植株的抗冷性。
德英[3](2021)在《老芒麦种质资源耐盐性评价及EsABI5基因作用机制研究》文中研究说明老芒麦(Elymus sibiricus L.)是禾本科(Gramineae)中比较耐盐的优质牧草,不仅在盐碱地治理和改良中具有较大潜力,而且是小麦族(Triticeae)作物的重要抗逆基因源。ABA途径在植物响应盐胁迫重要信号转导途径,ABI5基因是ABA信号转导过程中重要的转录因子,在植物抵御外界胁迫过程中起着重要的作用。本研究对我国20份野生老芒麦种质资源进行萌发期和苗期耐盐性评价,并从耐盐性强的老芒麦种质(单位编号E02)中克隆ABI5基因(EsABI5);NaCl和ABA处理老芒麦幼苗,分析老芒麦叶片和根系EsABI5基因表达的差异;转入烟草中分析其功能。本文旨在筛选出强耐盐老芒麦种质并探讨EsABI5基因的作用机制,为老芒麦及其小麦族近缘植物的耐盐调控、耐盐分子机制、耐盐育种的研究提供种质材料和理论基础。主要研究结果如下:1.20份野生老芒麦种质的耐盐性由强到弱依次为E02、E41、E15、E45、E19、E23、E31、E38、E42、E26、E18、E36、E20、E43、E01、E40、E21、E33、E17、E14,得到1份耐盐性强的老芒麦种质。平方欧式距离=5时,可分为强、中、弱、极弱4类,其中,强耐盐种质占5%,中耐盐种质占35%,弱耐盐种质占55%,极弱耐盐种质占5%,老芒麦耐盐性强和极弱的种质占比少,中和弱耐盐种质较多,说明老芒麦较耐盐。2.首次克隆获得老芒麦ABI5基因的cDNA全长,命名为EsABI5,Gen Bank登录号为MN607227.1。EsABI5全长1563 bp,包括一个1170 bp的开放阅读框(ORF),编码389个氨基酸,亲水性不稳定蛋白,无信号肽和跨膜区,位于细胞核,有显着卷曲区域。EsABI5蛋白与大麦(Hordeum vulgare)Hv ABI5蛋白的同源性最高,含有与逆境表达紧密相关的b ZIP46、CBLZ和b ZIP1结构域。EsABI5蛋白有10个互作相关性0.7及以上的互作蛋白,包括CIPK22、CIPK29、SAPK3等。表明EsABI5属于b ZIP类转录因子,与ABA信号通路密切相关,在植物适应逆境胁迫过程中发挥着重要作用。3.NaCl和ABA能够调控EsABI5基因的表达,它们调控EsABI5基因表达的机制是:NaCl上调叶片和根系EsABI5表达,叶片上调的幅度大于根系上调的幅度;ABA上调叶片EsABI5表达,下调根系EsABI5表达,当ABA浓度为50μmol/L时,叶片EsABI5上调表达的幅度是对照的7倍,根系EsABI5下调表达的幅度是对照的41倍。此时生理指标分析结果表明,脯氨酸含量显着高于对照和250 mmol/L的NaCl处理,根系活力最高,丙二醛含量最低;超氧化物歧化酶活性最高,因此,根系EsABI5的下调表达可能是老芒麦ABA信号转导途径的关键步骤,该基因可能起负调控的作用。4.EsABI5基因转入烟草中进一步分析该基因的功能。将扩增EsABI5编码区成功构建到载体p ART-CAM中,使用农杆菌介导的方法侵染烟草叶盘,并诱导芽分化,获得了阳性幼芽。对转基因成功的烟草以及野生型烟草进行盐处理,转基因植株黄化萎蔫程度均较野生型植株严重,各项生理指标均表明转基因植株对盐胁迫更加敏感。ABA和MAPK途径相关的15个基因在转基因烟草(OT)和野生型烟草(WT)中表达情况明显不同,基因相对表达量WT低于OT的有11个基因,分别为PYL4、PYL9、ABI1、MEK1、MKK3、MPK7、CPK17、ABI2、SAPK3、MPK4、MPK17;相对表达量WT高于OT的基因有:SAPK2、MAPKKK17、SAPK9、SAPK10。受到盐胁迫后,WT除MPK17上调外,其它14个基因均下调;OT除SAPK3、MKK3、MAPKKK17、MEK1、CPK17上调外,其它10个基因均下调。结果表明,EsABI5参与了ABA信号转导途径和MAPK级联反应途径抗盐反应的复杂调控网络,并且作为负调控因子发挥作用。
安逸民[4](2021)在《紫花苜蓿响应盐碱胁迫的转录组分析及MsNAC47基因的功能研究》文中研究表明紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是世界上种植面积较大的多年生豆科牧草,具有草质优良、蛋白含量高、适应性强、适口性好、易于家畜消化等特点,享有“牧草之王”的美誉。盐碱胁迫限制了植物对水分和养分的吸收,严重影响了紫花苜蓿的产量和品质。为了揭示紫花苜蓿响应盐碱胁迫的分子调控机制,获得抗盐碱关键基因,本研究利用高通量测序技术对混合盐碱胁迫处理的紫花苜蓿进行转录组测序分析,筛选获得特异响应盐碱胁迫的候选基因,进一步对MsNAC47基因的功能进行了验证。主要研究结果如下:1.紫花苜蓿抗盐碱转录组测序分析对100 m M混合盐碱(Na2CO3:Na HCO3=1:2)处理的肇东苜蓿进行转录组测序。共获得盐碱胁迫差异表达基因4,137个,在盐碱胁迫1 d和7 d中分别存在2,286和2,233个DEG。其中,1 d处理组中发现了1,561个上调的DEG,725个下调的DEG;在7 d处理组中发现了1,599个上调DEG和634个下调DEG。GO聚类和基因注释结果表明,差异基因在14个代谢途径中富集。109(1 d)和96(7 d)个差异表达基因被注释为转录因子,包括AP2,WRKY,MYB和NAC等基因家族。在盐碱胁迫下,紫花苜蓿中活性氧清除相关基因受到明显的诱导,类黄酮生物合成和修饰途径的关键酶基因表达水平显着上调,离子转运体,铁蛋白,有机酸合成代谢关键基因受到盐碱胁迫的诱导表达上调,钙离子信号通路相关基因仅在1 d胁迫时受到诱导,另一方面,蔗糖和淀粉等多糖的合成和光通路相关基因的表达在盐碱胁迫条件下受到抑制。对紫花苜蓿响应盐和盐碱胁迫的转录组数据进行了比较分析,筛选得到了8个差异基因,涉及碳同化,有机酸合成等代谢通路。在这些基因中,MsNAC47基因在盐胁迫下下调1.7倍,在盐碱胁迫下上调4.6倍,该基因在盐和盐碱胁迫下可能具有不同的功能。2.盐碱胁迫响应基因MsNAC47的功能验证利用RT-PCR克隆了紫花苜蓿MsNAC47基因,基因CDS全长1,023 bp,编码由340个氨基酸残基构成的38.4 k Da的蛋白,含有NAC家族特有的NAM结构域。MsNAC47基因与拟南芥中At NAC47基因同源,与蒺藜苜蓿中同源基因Mt NAC47具有94%的相似性。MsNAC47基因在紫花苜蓿根,茎,叶和花中均有表达,在花中的表达量最高。盐、盐碱、干旱及外源ABA等处理均可以诱导MsNAC47基因的表达,其中,盐和盐碱胁迫下,该基因在紫花苜蓿根中表现出不同的表达模式。将MsNAC47对拟南芥突变体nac47进行了遗传转化,获得恢复突变体。平板根长实验结果表明,拟南芥突变体nac47植株在盐碱胁迫下根长显着短于野生型拟南芥Col-0,而在盐胁迫下nac47突变体的根长则长于Col-0,表现出了较低的盐碱抗性和较高的盐抗性。在对3周龄拟南芥幼苗的研究中发现,nac47突变体在60 m M Na HCO3处理7天时表现出萎蔫和叶片黄化的胁迫现象,并伴随着显着的MDA积累和叶绿素的降解;而野生型拟南芥Col-0和过表达MsNAC47基因的拟南芥恢复突变体则在盐碱胁迫处理下没有出现明显的胁迫表型。这个结果表明,MsNAC47基因在恢复突变体中的过表达恢复了突变体植株对盐碱胁迫的抗性。离子含量测定结果表明,nac47突变体的Na+/K+相比于Col-0在盐碱胁迫下更高,在盐胁迫下则较低;而钙离子的积累量则在两种胁迫下均显着低于野生型拟南芥。在盐和盐碱胁迫下对钙离子积累能力较强的植株通常表现出更强的抗性,NAC47基因的缺失可能影响了突变体植株的钙离子转运能力并因此造成了植物对不同胁迫的抗性差异。3.MsNAC47调控钙离子依赖的盐碱响应途径为了分析NAC47基因的缺失对植株钙离子积累过程的影响,进一步进行了盐碱胁迫下的离子流速和成像实验。拟南芥NAC47基因的缺失导致了胁迫响应的钙信号特征的改变,同时降低了钠离子转运的效率。钙离子成像实验发现,突变体相对于野生型具有较弱的钙信号强度和更短的静息钙浓度恢复时间。这些结果表明,NAC47基因参与对钙离子转运和钙信号途径的调控。结合转录组和对突变体中钙离子转运体和钠离子转运体的表达分析发现,在盐碱胁迫下紫花苜蓿中Ms NCL1,Ms CAX3和NHX7基因呈现出与MsNAC47基因的共表达模式。参考紫花苜蓿基因组,对共表达的NCL,CAX和NHX家族基因进行了启动子区分析获得了上游启动子区中的潜在NAC47转录因子识别位点。通过酵母单杂交实验验证了Ms NCL1和Ms CAX3的表达受到MsNAC47基因的调控。MsNAC47可能在盐碱胁迫下通过调控Ms NCL1和Ms CAX3介导的钙离子转运通路在盐碱胁迫下对钙离子的转运进行调节,进而在植物响应盐碱胁迫的过程中发挥作用。
郝明梅[5](2021)在《盐度和氮磷对海马齿和冰菜生物学影响及池塘综合种养模式初探》文中研究表明本文开展了两种盐生植物海马齿和冰菜在不同盐度和氮磷浓度下对养殖水体的净化能力以及自身的生长生理和分子生物学响应的研究,并对海水池塘综合立体种养模式进行了探索。通过室内水培实验,探究冰菜和海马齿在盐胁迫下对氮磷吸收能力的差异及自身应对盐胁的耐盐机制,从植株体内氮磷钠钾离子的含量,抗氧化保护酶活性、渗透调节等方面分析海马齿和冰菜对盐胁迫做出的生理响应;利用高通量测序技术对三组盐度下的海马齿进行转录组测序,通过GO和KEGG富集分析,找到与耐盐相关的差异基因和代谢通路。通过模拟不同氮磷浓度的养殖废水,探究海马齿和冰菜持续生长在富营养化水体时对氮磷去除率的差异及生长生理变化。并在室外池塘布置了刺参-扇贝-海马齿(冰菜)的立体种养实验,旨在探究适用于海水池塘的生态型多营养层次综合种养新模式(IMTPA)。为今后海马齿和冰菜在合适盐度的海水环境中最大限度的发挥其净化能力,进一步推动海水农业发展提供理论依据和技术支持。主要研究结果如下:1.不同盐度下海马齿冰菜对水体的净化能力及生长生理响应(1)海马齿0,10,20盐度组植株鲜重无显着差异,30和35盐度组的鲜重显着低于中低盐度组。冰菜在10和0盐度组鲜重没有显着差异,明显高于20和30盐度组,30盐度组冰菜鲜重最低。(2)海马齿茎叶部和根部Na+含量和Na+/K+值随盐度的升高而增加,且茎叶部Na+含量高于根部;随着盐度的升高根部K+含量有不断上升,而茎叶部K+含量不断下降。随着盐度的升高,冰菜Na+含量不断升高,K+含量不断下降。(3)随着盐度的升高,海马齿根部氮含量逐渐升高,茎部氮的含量却随着盐度呈下降的趋势,茎叶部氮含量高于根部。随着盐度的升高,冰菜氮磷含量都逐渐降低。(4)海马齿0盐度组对氮磷的吸收效果最好,且高盐度组的终吸收率明显低于低盐度组。冰菜10盐度组对氨氮和硝氮的吸收效果最好,0盐度组对磷的吸收效果最好,高盐度组的终吸收率明显低于低盐度组。(5)随着盐度的升高海马齿和冰菜过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性丙二醛(MDA)含量有上升的趋势。随盐度上升,海马齿和冰菜可溶性糖和脯氨酸(PRO)含量不增加。2.不同氮磷浓度下海马齿冰菜对水体的净化能力及生长生理响应(1)海马齿各组之间RGY和含水量没有显着性差异,N为5 mg/L,P为0.5mg/L时RGY最大,N为0 mg/L,P为0.5 mg/L时RGY最小。冰菜RGY低氮磷浓度组明显高于高氮磷组,含水量各组之间无明显差异。(2)海马齿各组Na+含量无显着差异,低浓度组K+含量要显着低于高浓度组。冰菜在N为50 mg/L,P为5 mg/L的海水中生长的植株Na+含量显着低于其他组;冰菜K+含量随氮磷浓度的上升显着下降。(3)随着氮磷浓度升高,海马齿氮磷含量都有增加的趋势;冰菜植株氮含量增加,磷含量先增加后减少。(4)海马齿在氮浓度为1和5 mg/L的海水中吸收率整体大于在20和50 mg/L海水中生长的海马齿。冰菜在0-6d期间内各组对氨氮的吸收率差异不大,在6-15d低氮磷浓度组吸收率比高浓度组高。冰菜对硝氮的吸收率在硝氮浓度为0.5 mg/L时吸收效果最好。海马齿在P浓度为0.1-0.5 mg/L时对磷酸盐的吸收比P为2-5 mg/L的效果显着。冰菜在实验阶段各浓度组对磷酸盐的吸收率呈波动性变化,没有明显的变化规律。(5)随着氮磷浓度的升高,海马齿过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性有先降后升,过氧化氢酶(CAT)活性有上升的的趋势,丙二醛含量呈波动性变化。冰菜POD、CAT和SOD活性随氮磷浓度升高呈现不同的变化趋势,冰菜MDA含量随氮磷浓度升高呈现上升的趋势。海马齿叶片中可溶性糖含量随氮磷浓度的升高有先升后降的趋势,脯氨酸对氮磷浓度的变化不敏感。冰菜叶片中可溶性糖含量随氮磷浓度的升高呈波动性变化,脯氨酸含量先增加后减少。(6)随着氮磷浓度的升高,海马齿的净光合速率和电子传递速率呈波动性变化。冰菜的净光合速率和电子传递速率呈先升后降的趋势。3.不同盐度条件下海马齿的转录组分析海马齿样品的转录组测序最终获得26,717个有注释信息的Unigene,0和10盐度组共获取了92个差异基因,0和35盐度组共获取了2146个DEGs。低盐胁迫下,海马齿应对盐胁迫时并未产生相关的抗逆反应。而在高盐胁迫下,海马齿机体调集大量的基因来应对盐胁迫。通过GO富集,发现差异表达基因主要涵盖了“代谢过程”、“细胞过程”、“有机代谢过程”、“组织过程”等功能小类,分析发现海马齿苯丙素的生物合成途径在响应盐胁迫的过程中发挥重要作用。4.参贝菜养殖模式水质和生长分析(1)滨州无棣扇贝池中氨氮浓度、亚硝氮浓度、总磷浓度均最高;海马齿池塘氨氮和亚硝氮浓度最低,参贝菜池塘总磷浓度最低。海马齿株高、湿重和干重都有了显着的增长。(2)东营养殖基地参贝菜池塘中的氨氮和亚硝氮浓度有了明显的下降,总磷浓度在实验期间内呈现上升的趋势,仅在7天时出现了下降。参贝菜混养模式下的扇贝壳长、壳宽、质量和闭壳肌湿重均有了显着的增长。海马齿湿重和干重有了显着的增长,株高和含水量下降。
王瑶[6](2021)在《拟南芥中生物素与碳酸盐胁迫关系的研究》文中研究指明土壤盐碱化是一个全球性的环境问题,它严重影响作物的产量。我国东北部的盐碱地遭受碱性盐胁迫较为严重,这种盐碱土中富含NaHCO3和Na2CO3两种碱性盐,导致土壤除了具有高盐度还具有较高的pH。碳酸盐逆境给植物生长带来的胁迫是多重的,同时它给植物生长带来的损伤也是巨大的。近些年来,人们对于植物抗盐机制的了解愈发深入,但对于抗碳酸盐逆境的研究还很少。为了更好的了解植物抗碳酸盐的机制,本研究主要以双子叶模式植物拟南芥为研究材料,通过对拟南芥地上部分和根部进行转录组分析以及实验验证,得到了以下结果:(1)在对哥伦比亚野生型拟南芥进行NaHCO3处理的过程中,发现碳酸盐胁迫会导致拟南芥幼苗生长缓慢且叶片发黄。台盼蓝染色发现,碳酸盐胁迫会对拟南芥叶片造成损伤。拟南芥在含有不同浓度NaHCO3的固体培养基上生长也发现了,在NaHCO3终浓度为3 mM和5 mM时,拟南芥的生长受到了严重的抑制。使用3 mM NaHCO3作为处理条件对野生型拟南芥进行了不同时间的处理,样本分地上部分和根部进行高通量测序并对测序结果进行组装分析。结果发现,4 h处理时根部的差异表达基因数量最多,随着处理时间的增加,根部差异表达基因的数量逐渐降低。而地上部分差异表达基因的数量在各个时间点都较为稳定。这些结果表明了在遭受碳酸盐胁迫时,拟南芥根部可能先于地上部分受到损伤且做出应答。(2)在对所有的差异表达基因进行GO富集分析时,我们关注了两个较为显着的通路一个是羧酸生物合成通路,另一个是羧酸代谢通路。羧酸的合成和代谢往往伴随着HCO3-作为反应物或反应产物,已知的一些羧化酶常常以HCO3-为反应物生物素为辅因子将HCO3-羧化为有机物。分析两个通路中所有上调表达的差异表达基因时发现与生物素相关的5个差异表达基因,荧光定量PCR验证了差异表达基因的表达趋势与RNA-Seq基本相同。转录组结果预示了生物素可能在植物抗碳酸盐胁迫中起到了一定的作用。(3)为了确定生物素在碳酸盐胁迫中的功能,我们对不同浓度的碳酸盐(NaHCO3和Na2CO3)和生物素处理下,野生型拟南芥的种子萌发率和生长状态进了研究。发现低浓度的碳酸盐和生物素对拟南芥的生长和种子萌发有促进作用,高浓度的碳酸盐和生物素对拟南芥的生长和种子萌发有抑制作用。但同时加入高浓度碳酸盐和生物素,两种物质之间有相互恢复的现象。碳酸盐胁迫下检测内源生物素含量,发现不同浓度和不同时间的碳酸盐胁迫都会导致拟南芥内源生物素含量的上调。在碳酸盐的胁迫处理下拟南芥体内抗氧化酶活性增强,碳酸盐和生物素的协同处理下,拟南芥抗氧化酶活性与单独碳酸盐或生物素处理相比有所下降。结果证实了生物素在植物抗碳酸盐胁迫中发挥着重要作用。(4)在不同浓度不同时间的碳酸盐处理下检测生物素合酶编码基因AtBIO2基因表达量发现,碳酸盐胁迫会诱导AtBIO2基因表达量上调。对AtBIO2-Pro:GUS植株进行碳酸盐胁迫,发现胁迫后的植株GUS活性更强。检测地上部分和根部的AtBIO2基因表达量和生物素含量时发现,碳酸盐胁迫后AtBIO2基因在地上部分表达量显着上调,但生物素主要在植物根部积累。对AtBIO2突变体和过表达表型进行研究发现,AtBIO2突变体对碳酸盐胁迫更加敏感,而过表达植株具有抗碳酸盐胁迫的表型。通过DAB和NBT染色以及抗氧化酶活性测定实验发现,碳酸盐胁迫时AtBIO2过表达植株抗氧化酶活性增强且叶片活性氧的积累较少,突变体植株抗氧化酶活性低于野生型且叶片活性氧积累较多。这些结果表明生物素和生物素合酶AtBIO2可以帮助拟南芥抵抗碳酸盐胁迫。且生物素可能会帮助植物体清除活性氧以减少碳酸盐胁迫对植物体造成的损伤。(5)我们构建了AtBCCP1、AtBCCP2和AtMCCA三个生物素羧化酶亚基的过表达植株,并鉴定了AtBCCP1和AtBCCP2的突变体植株。表型实验研究发现,AtBCCP1、AtBCCP2和AtMCCA过表达植株表现出对于碳酸盐胁迫的耐受性,且这3个基因的过表达植株可以抵抗高浓度生物素对植物造成的生长抑制。相反,AtBCCP1和AtBCCP2突变体植株表现出对碳酸盐胁迫的敏感性且在高浓度生物素的处理下与野生型表型相似。在碳酸盐胁迫处理下外源生物素的添加并不能对抗碳酸盐胁迫有所帮助。以上结果表明AtBCCP1、AtBCCP2和AtMCCA三个基因可以帮助拟南芥抵抗碳酸盐胁迫,并且在生物素充足的条件下抗碳酸盐胁迫的能力更强。综上所述,本研究证实了生物素参与了拟南芥抗碳酸盐胁迫的过程,并证实了 4个生物素相关的基因在拟南芥抗碳酸盐的过程中发挥着重要作用。这些结果帮助人们更好地构建植物抗碳酸盐的基因网络,并为植物分子育种提供了很好的理论依据。
李欢[7](2021)在《介导H2S缓解平邑甜茶碱性盐胁迫的MicroRNA及相关基因研究》文中研究说明土壤盐碱化严重影响苹果生产,以NaCl处理模拟的果树盐胁迫研究也广受重视,但盐碱化土壤中的盐实际是NaCl、Na2SO4、NaHCO3和Na2CO3等多种盐的混合物,这种混合物呈碱性,是土壤学所称的碱性盐。根系与土壤直接接触,在遭受盐碱胁迫时,根系最早感受并直接受害;苹果根系来自砧木,平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.var.pingyiensis Jiang)是一种优良的苹果砧木,但在盐碱地生长不良。MicroRNAs(miRNAs)是进化上保守的内源性非编码RNA,参与调控植物生长发育及胁迫响应。但是,目前对苹果砧木mi RNAs及其靶基因响应碱性盐胁迫的机制知之甚少。硫化氢(H2S)是一种气体信号分子,其释放剂硫氢化钠(NaHS)可以提高植物对盐胁迫的耐受性。本研究以平邑甜茶实生苗为材料,在明确H2S预处理缓解平邑甜茶碱性盐(NaCl:Na2SO4:Na HCO3:Na2CO3=1:9:9:1)胁迫的基础上,鉴定响应H2S预处理和碱性盐胁迫的特异mi RNAs及其靶基因,对mi RNA及其靶基因与转录组进行关联分析,综合分析mi RNA介导的差异表达基因的调控功能,并探讨mhp-mi R408a和靶基因Mh BBP在H2S缓解碱性盐胁迫中的作用。主要结果如下:1.外源H2S缓解平邑甜茶碱性盐胁迫的效应及其生理机制。H2S预处理能部分缓解碱性盐胁迫所诱导的吸收根数量减少,以及对根系活力的抑制作用。同时H2S预处理显着提高叶片和根系内源性H2S含量。增强碱性盐胁迫下叶片和根系中的抗氧化酶活性,降低H2O2含量。碱性盐胁迫下叶片和根系中Na+含量显着增加,根中的K+含量下降,叶片和根系Na+/K+升高。H2S预处理使叶片和根系Na+含量和Na+/K+比值显着下降。碱性盐胁迫下,甜茶根系中SOS1和SKOR的转录水平显着增加,H2S预处理显着抑制碱性盐诱导的SOS1和SKOR转录水平增加。H2S预处理能减轻碱性盐胁迫对平邑甜茶生长的抑制作用。2.参与H2S缓解平邑甜茶根系碱性盐胁迫的差异micro RNAs鉴定。以平邑甜茶根系总RNA为模板,构建了12个s RNA文库(Control-1/2/3,H2S-1/2/3,AS-1/2/3,H2S+AS-1/2/3)。采用BGISEQ500测序平台,共鉴定出115个已知mi RNAs(属于37个mi RNA家族)和15个新mi RNAs。碱性盐胁迫下,mhp-mi R394a、mhp-mi R395d-5p和mhp-mi R160a的表达显着下调,表明这些mi RNAs的表达被碱性盐胁迫抑制。H2S诱导mhp-mi R477a,mhp-mi R827表达上调,而显着抑制mhp-mi R408a的表达。通过对H2S和碱性盐胁迫下的mi RNAs及其靶基因的预测与分析表明,差异表达基因主要参与多种生物通路,包括植物激素信号转导(mhp-mi R160)、DNA复制(mhp-mi R11011a)、MAPK信号通路(mhp-mi R156)等。3.平邑甜茶根系响应H2S和碱性盐胁迫的差异表达基因分析。以平邑甜茶根系RNA为模板,构建了12个c DNA文库并进行RNA-Seq测序。在Control/H2S+AS,Control/AS,Control/H2S和AS/H2S+AS比较组中分别鉴定得到5775个上调基因(103434431)和10800个下调基因(103405317);5847个上调基因(103408663)和12805个下调基因(103425512);726个上调基因(103454388,103428875)和892个下调基因(103439436);2316个上调基因(103405837)和1998个下调基因(103442560)。4.为关联mi RNA和转录表达谱,我们对mi RNA预测的靶基因在转录组水平进行分析,靶基因q RT-PCR的结果与转录组表达水平正相关,而mi RNA与靶基因转录组表达水平呈负相关,进一步证实转录组数据的可信性。其中,H2S+AS处理组中,mhp-mi R169表达下调,其靶基因NF-YA表达上调,AS处理组中,mhp-mi R160与mhp-mi R156p靶基因ARF18和SPL表达均上调,这与转录组水平表达一致;H2S抑制mhp-mi R408a表达,其靶基因BBP表达上调,与转录组表达模式相同。此外,还存在一些非mi RNA介导的差异基因表达,发现它们参与含S化合物、ROS防御、细胞壁代谢和碳水化合物和能量代谢及渗透调节。因此,我们推测,H2S预处理可以通过特异性诱导含S化合物的表达、改变细胞壁密度和维持根伸长并通过增加初级能量代谢及可溶性糖渗透保护来缓解碱性盐胁迫对平邑甜茶根系的伤害。5.平邑甜茶mi R408a及其靶基因在H2S缓解碱性盐胁迫中的作用。从平邑甜茶中克隆了Mh BBP基因和mhp-mi R408a的前体,利用荧光素酶报告系统验证了mhp-mi R408a与Mh BBP之间的靶向关系。将Mh BBP基因和mhp-mi R408a的前体在王林愈伤中过表达,发现mhp-mi R408a与Mh BBP共转时,Mh BBP表达下调,间接证明了mhp-mi R408a和Mh BBP之间的负靶向关系。分析了它们在盐胁迫下的表达特性,结果发现,35S::mi R408a转基因愈伤对150 m M Na Cl处理反应敏感,而35S::Mh BBP转基因愈伤耐盐性提高。根据以上结果推测,H2S显着抑制mi R408a的表达,解除对Mh BBP的抑制作用,增加Mh BBP的表达水平,从而缓解碱性盐胁迫对平邑甜茶的伤害。
李燕[8](2021)在《5个杂交桑种质的耐盐性评价及耐盐种质创制》文中认为桑树不仅是家蚕的饲料树种,也是沙漠化治理、水土保持、盐碱地治理的重要生态树种,发掘桑树耐盐基因,培育桑树抗盐品种,不仅有利于盐碱地的治理,而且对于桑树生态和经济价值的实现也具有重要意义。本研究对5个杂交桑种质的耐盐性进行了评价,筛选出了耐盐杂交桑种质,同时分析了γ-氨基丁酸(GABA)对桑树耐盐性的影响,克隆了桑树GABA代谢途径中的两个关键酶谷氨酸脱羧酶(Mul-GAD)和γ-氨基丁酸转氨酶(Mul-GABA-T)基因,解析了其表达特性,初步探明了其在桑树响应盐分胁迫过程中的作用,并利用桑树毛状根转基因技术获得转Mul-GAD或Mul-GABA-T基因毛状根桑树,鉴定了转基因桑树的耐盐性能。研究结果不仅可以为桑树抗盐育种提供基因资源和新种质,同时也为深入研究Mul-GABA-T和Mul-GAD基因的功能和作用机制奠定了基础,对于更好地发挥桑树生态价值,促进桑树产业发展具有重要意义。主要研究结果如下:(1)5个杂交桑种质的耐盐性评价。以冀桑3号、鲁杂1号、浙杂1号、桂桑优12号和桂桑优62号5个广泛种植的杂交桑种质为研究对象,通过盐胁迫下幼苗生长试验,综合分析5个种质在不同浓度NaCl胁迫下幼苗株高、植株生物量、叶片叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、脯氨酸含量、丙二醛含量等多项生理生化指标,得出桂桑优62号幼苗耐盐能力最强。(2)GABA对桑树耐盐性的影响。为探究GABA对桑树耐盐能力的影响,对NaCl胁迫处理下的桑树幼苗施用外源GABA发现,外源GABA可显着缓解NaCl对桑苗生长的抑制作用,植株叶片的受损伤程度也得到了显着地缓解,同时还减少了O2-和H2O2在桑树幼苗根尖和叶片中的积累,抑制了活性氧的爆发。因此,GABA的合成代谢可能影响桑树的耐盐能力。(3)桑树γ-氨基丁酸转氨酶基因的克隆及其对桑树耐盐性的影响。从湖桑32号中克隆得到了桑树γ-氨基丁酸转氨酶基因(Mul-GABA-T),该基因编码区全长1536 bp,编码511个氨基酸,编码蛋白质的理论等电点为7.6,分子量为56.63 KDa。蛋白富含无规则卷曲和α-螺旋,没有跨膜结构,具有多个潜在的磷酸化位点和1个O-糖基化位点及3个N-糖基化位点。该蛋白质与其他物种的同源蛋白的氨基酸序列一致性较高,与川桑的γ-氨基丁酸转氨酶亲缘关系最近。Mul-GABA-T基因在桑树中没有组织表达特异性,但在不同的组织中表达丰度存在显着差异,其中在叶中表达量最高,在花和果实中表达量较低。将Mul-GABA-T基因转入拟南芥获得了转基因植株。研究发现,NaCl胁迫对转Mul-GABA-T基因拟南芥植株根系的生长和种子萌发具有明显的抑制作用,与野生型相比,转基因植株表现出对盐分胁迫更敏感的表型。但施加外源GABA可以减少盐胁迫下转基因植株体内O2-积累,有效缓解盐胁迫对植株生长的抑制作用。利用毛状根转化系统获得了毛状根转GABA-T基因桑树,试验发现,GABA-T基因在毛状根中表达显着降低了转基因桑树的耐盐能力。因此,Mul-GABA-T基因可能通过对GABA代谢的调节参与植物对盐分胁迫的响应,并且负调控植物对盐分胁迫的抗性。(4)桑树谷氨酸脱羧酶基因的克隆,表达特性及其耐盐功能分析。从湖桑32号中克隆得到了Mul-GAD基因,该基因编码区全长1509 bp,编码502个氨基酸,编码蛋白质的理论等电点为5.88,分子量为57.00 KDa。编码蛋白质富含无规则卷曲和α-螺旋,不含跨膜结构,具有多个潜在的磷酸化位点和3个N-糖基化位点。该蛋白质与其他物种的谷氨酸脱羧酶同源性较高,与川桑的谷氨酸脱羧酶亲缘关系最近。Mul-GAD基因在桑树中没有组织表达特异性,在根中表达量最高,在果实中表达量较低。克隆得到Mul-GAD基因启动子(pMul-GAD),该启动子序列中包含脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(Me JA)等植物激素响应元件,以及多个光响应元件和低温响应元件。成功构建了pMul-GAD启动GUS的植物表达载体,通过烟草瞬时侵染结合GUS组织化学染色试验,发现pMul-GAD具有光照、ABA、SA、MEJA以及NaCl诱导表达活性。将Mul-GAD基因转入拟南芥获得了转基因植株,盐分胁迫试验表明Mul-GAD基因提高了转基因拟南芥的耐盐性。利用毛状根转化系统,获得了毛状根转Mul-GAD基因桑树,盐分胁迫试验表明Mul-GAD基因在桑树毛状根中过表达显着提高了转基因桑树的耐盐性。
赵天然[9](2021)在《水分和盐分胁迫对流苏树的生长及光合生理特性的影响》文中研究表明流苏树(Chionanthus retusus Lindl.et Paxt.),木樨科(Oleaceae),流苏树属(Chionanthus),落叶灌木或小乔木,具有经济、观赏和药用等多种价值,国家珍稀乡土树种。本文对流苏树的耐旱、耐涝和耐盐特性进行了研究,揭示流苏树对水盐的耐受能力,为流苏树良种资源在荒山荒地、河滩地以及轻度盐渍化土地的植被恢复提供参考。本试验以三年生流苏树株系扦插苗为材料,利用温室盆栽试验方法,采用完全随机试验设计,处理时间为42d,对其进行水分与盐分胁迫试验。观察受胁迫的流苏树的生长形态变化,测定了光合气体交换参数、叶绿素荧光特性参数以及生理生化指标,并计算出耐干旱、耐水涝和耐盐阈值,主要研究结果如下:1.水分胁迫对流苏树的影响:(1)在持续干旱胁迫试验中,7d时流苏树部分叶片变干掉落,光合和生理生化指标下降;18d时试验组中的个别苗木出现大面积落叶现象,23d几乎全部的试验植株的叶片落光死亡。光合响应拟合结果显示,随着土壤相对含水量的降低Pnmax、LSP均明显下降,Rd明显增加,直到RWC下降到22.46%时,转为明显下降。通过模拟计算,流苏树能耐受的土壤相对含水量阈值为34.63%。(2)在梯度水分胁迫试验中,随着胁迫程度加重,流苏树生长指标(受害指数)、胞间CO2浓度Ci、初始荧光Fo、膜脂过氧化物丙二醛MDA含量均显着上升,而净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs、PSⅡ最大天线转化效率Fv’/Fm’、最大光化学效率Fv/Fm、PSⅡ实际光化学效率ΦPSⅡ、荧光光化学猝灭q P、表观光合电子传递速率ETR、抗氧化物酶如SOD和POD以及脯氨酸Pro含量均逐渐下降,差异显着。其中,流苏树在SD(RWC为55-60%)和WF条件下生长,表现出良好的适应能力,但在HD下(RWC为30-35%)出现不耐受表现,但仍可以持续21d左右。流苏树的耐干旱阈值为RWC 44.6%,耐水淹阈值为20d左右。2.盐分胁迫对流苏树的影响:(1)随着NaCl浓度增加,流苏树生长指标(受害指数)、胞间CO2浓度Ci、初始荧光Fo、膜脂过氧化物丙二醛MDA含量均显着上升,而净光合速率Pn、蒸腾速率Tr、气孔导度Gs、PSⅡ最大天线转化效率Fv’/Fm’、最大光化学效率Fv/Fm、PSⅡ实际光化学效率ΦPSⅡ、荧光光化学猝灭q P、表观光合电子传递速率ETR、抗氧化物酶如SOD和POD以及脯氨酸Pro含量均逐渐下降。当NaCl≤0.4%时,主要受气孔因素限制,各指标变化幅度小;当NaCl≥0.8%时,主要受非气孔限制因素影响,各指标变化幅度显着增大,说明流苏树可能受到严重甚至不可逆的影响。以净光合速率Pn为指标,确定其耐盐阈值为0.48%,具有较强的耐盐能力,可以作为盐渍土区域的优良种进行应用与栽培。
聂鑫淼[10](2021)在《硅和砧木类型对黄瓜幼苗耐冷性的影响》文中研究指明黄瓜(Cucumis sativus L.)是设施栽培的主要蔬菜,不耐低温,对冷敏感。嫁接是提高黄瓜耐冷性的重要农艺技术。但是,采用耐冷性强的黑籽南瓜嫁接黄瓜其果面蜡粉多、商品性下降,因此,生产中以去果面蜡粉能力强的白(黄)籽南瓜为砧木嫁接黄瓜的比例越来越大。研究表明,砧木去果面蜡粉能力与硅吸收分配相关,去果面蜡粉能力强的砧木减少了嫁接黄瓜对硅的吸收。由于硅能促进植物生长,增强对逆境胁迫的抗性,因此,采用去果面蜡粉能力强的砧木嫁接黄瓜减少植株硅吸收通常会导致植株耐冷能力下降,但关于硅和砧木类型影响嫁接黄瓜耐冷性的差异机制缺乏深入研究。为此,本文以‘新泰密刺’自根黄瓜(Z)、去果面蜡粉砧木‘黄诚根2号’嫁接黄瓜(H)和不去果面蜡粉砧木‘云南黑籽南瓜’嫁接黄瓜(Y)为试材,通过加硅和无硅处理,比较幼苗生长量、电解质渗漏率及渗调物质含量、抗氧化系统变化,并结合转录组学分析,揭示砧木类型和硅营养对黄瓜耐冷性的影响,以期为黄瓜优质高效栽培提供理论指导。1.随低温处理时间延长,黄瓜幼苗冷害指数增加,不同硅营养水平和砧木类型间的差异逐渐增大。加硅明显降低了自根和嫁接黄瓜幼苗的受冷害程度,以Z耐冷性提高最明显,H效果最差;无论加硅与否,冷害指数均为Z>H>Y,嫁接提高了黄瓜幼苗的耐低温能力,且Y的作用大于H。砧木提高黄瓜耐冷性的作用大于硅营养。2.与正常生长条件下相比,低温胁迫下黄瓜幼苗的生长受抑,干物质积累量减少。加硅和嫁接均降低了低温下幼苗生长受抑制的程度,嫁接缓解低温胁迫的作用大于硅营养,Y的作用大于H。3.随低温胁迫时间延长,黄瓜的电解质渗漏率(EL)和游离脯氨酸含量不断增加。加硅降低自根和嫁接黄瓜电解质渗漏率,增加脯氨酸含量,以Z变化最明显;与Z相比,H和Y电解质渗漏率较低,脯氨酸含量较高,以Y变化更明显。4.低温逆境下,黄瓜叶片丙二醛含量不断增加,超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶(CAT)活性先升后降,过氧化物酶(POD)活性持续增加。加硅后,嫁接和自根黄瓜的丙二醛含量明显减少,抗氧化酶活性增强;无论加硅与否,丙二醛含量均为Z>H>Y,抗氧化酶活性相反。5.转录组测序获得低温胁迫下Z、H、Y加硅前后的差异表达基因,Z有433个DEGs,其中274个上调、159个下调,H有490个DEGs,其中135个上调、355个下调,Y有368个DEGs,其中85个上调、283个下调。硅诱导的差异表达转录因子MYB44、MYB86、bHLH30、bHLH67、bHLH157、ERF003、ERF54、ERF69、ERF110主要富集在次生代谢、防御反应、脱落酸信号传导、乙烯及生长素介导的信号通路等途径。6.与Z相比,H有412个DEGs,其中264个上调、148个下调,Y有1217个DEGs,其中679个上调、538个下调。嫁接诱导的差异表达基因ABR1、JUB1、bHLH84、TINY主要富集在光合作用、次生代谢、渗透调节、脯氨酸生物合成、抗氧化系统等途径。
二、脯氨酸代谢与植物抗渗透胁迫的研究进展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、脯氨酸代谢与植物抗渗透胁迫的研究进展(论文提纲范文)
(1)OsU496A调控水稻幼苗应答渗透逆境的生理与分子机制(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 前言 |
1.1 渗透逆境对植物的影响 |
1.1.1 渗透逆境对植物形态结构的影响 |
1.1.2 渗透逆境对植物生理特性的影响 |
1.2 植物响应渗透逆境的机理 |
1.2.1 渗透调节机制 |
1.2.2 活性氧清除机制 |
1.2.3 其他机制 |
1.3 OsU496A的研究进展 |
1.3.1 DUF家族研究进展 |
1.3.2 OsU496A的研究进展 |
1.4 研究目的及意义 |
第2章 实验材料与方法 |
2.1 实验材料与试剂 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 实验试剂及仪器 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 OsU496A的生物信息学分析方法 |
2.2.2 OsU496A的亚细胞定位方法 |
2.2.3 水稻生长条件及处理方法 |
2.2.4 表型观察及存活率计算方法 |
2.2.5 生理指标的测定方法 |
2.2.6 实时荧光定量PCR方法 |
2.2.7 转录组测序方法 |
2.2.8 数据处理与分析方法 |
第3章 结果与分析 |
3.1 OsU496A的生物信息学分析 |
3.1.1 OsU496A同源蛋白的进化和基序分析 |
3.1.2 OsU496A的理化性质及结构分析 |
3.1.3 OsU496A的启动子元件分析 |
3.1.4 OsU496A功能相关基因互作网络分析 |
3.2 OsU496A的亚细胞定位 |
3.2.1 OsU496A亚细胞定位表达载体的构建 |
3.2.2 OsU496A亚细胞定位荧光观察结果 |
3.3 渗透逆境对OsU496A表达的影响 |
3.4 渗透逆境下OsU496A各株系幼苗表型和生理变化 |
3.4.1 表型观察及存活率 |
3.4.2 相对含水量及离体叶片失水速率的变化 |
3.4.3 渗透调节物质含量的变化 |
3.4.4 过氧化氢含量、丙二醛含量和相对电导率的变化 |
3.4.5 抗氧化酶活性的变化 |
3.4.6 渗透调节物质和抗氧化酶相关基因表达的变化 |
3.5 渗透逆境下Os U496A各株系水稻幼苗转录组学分析 |
3.5.1 测序数据质量分析 |
3.5.2 基因差异表达分析 |
3.5.3 差异表达基因的GO功能注释分析 |
3.5.4 差异表达基因的KEGG富集分析 |
第4章 讨论与结论 |
4.1 讨论 |
4.1.1 不同的渗透逆境对水稻的影响不同 |
4.1.2 OsU496A负调控水稻响应渗透逆境的机制 |
4.2 结论 |
参考文献 |
附录一 |
附录二 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(2)冷胁迫蓖麻蛋白质组解析及RcGPX基因的功能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
缩略语表 |
1 引言 |
1.1 冷害对植物生长发育的影响 |
1.2 植物抗冷生理机制研究进展 |
1.2.1 冷害对植物膜系统的影响 |
1.2.2 冷害对植物抗氧化系统的影响 |
1.2.3 冷害对渗透调节物质的影响 |
1.3 植物抗冷分子机制研究进展 |
1.3.1 ICE1-CBF-COR冷反应途径 |
1.3.2 ABA信号转导途径 |
1.4 植物冷胁迫蛋白质组学研究进展 |
1.5 植物GPX基因的研究概况 |
1.5.1 GPX基因的生物学特征 |
1.5.2 GPX基因的功能研究 |
1.6 本研究课题的目的与意义 |
2 冷胁迫下蓖麻种子吸胀早期蛋白质组测序 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 蛋白质的提取 |
2.1.3 蛋白质的鉴定及其质控 |
2.1.4 蛋白质的定量及其质控 |
2.1.5 差异蛋白的生物信息学分析 |
2.1.6 酶联免疫吸附法(ELISA)测定 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 蓖麻种子萌发期的吸水特征 |
2.2.2 蛋白质鉴定质控 |
2.2.3 蛋白质鉴定结果 |
2.2.4 差异积累蛋白的生物信息学分析 |
2.2.5 酶联免疫吸附法(ELISA)验证DAPS |
2.3 讨论 |
2.3.1 DAPS参与翻译和翻译后修饰 |
2.3.2 DAPS参与胁迫响应 |
2.3.3 DAPS参与碳水化合物和能量代谢 |
2.3.4 DAPS参与脂质转运和代谢 |
2.3.5 DAPS参与信号转导 |
2.3.6 蓖麻种子萌发吸胀早期响应低温胁迫的代谢途径 |
3 蓖麻RcGPX基因克隆及冷胁迫下的功能分析 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 实验试剂 |
3.1.3 实验仪器 |
3.1.4 蓖麻RcGPX基因克隆 |
3.1.5 RcGPX基因生物信息学分析 |
3.1.6 农杆菌介导的拟南芥遗传转化 |
3.1.7 RcGPX基因功能分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 RcGPX基因的克隆与生物信息学分析 |
3.2.2 RcGPX基因在拟南芥中的遗传转化 |
3.2.3 过表达RcGPX基因对种子萌发的影响 |
3.2.4 过表达RcGPX基因对植株抗冷的影响 |
3.3 讨论 |
3.3.1 RcGPX基因对种子低温萌发的分子调控 |
3.3.2 RcGPX基因对幼苗低温抗性的生理调控 |
3.3.3 RcGPX基因对幼苗低温抗性的分子调控 |
4 结论 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(3)老芒麦种质资源耐盐性评价及EsABI5基因作用机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
缩略语表 |
1 引言 |
1.1 老芒麦概述 |
1.1.1 老芒麦种质资源概况 |
1.1.2 老芒麦耐盐性研究进展 |
1.2 盐胁迫对植物的伤害 |
1.2.1 渗透胁迫与离子毒害效应 |
1.2.2 其他次生胁迫效应 |
1.3 植物响应盐胁迫的生理和分子机制 |
1.3.1 生长发育对植物盐胁迫的响应 |
1.3.2 植物激素对植物盐胁迫的响应 |
1.3.3 代谢途径对植物盐胁迫的响应 |
1.3.4 渗透调节物质对植物盐胁迫的响应 |
1.3.5 膜保护物质及活性氧对植物响应盐胁迫的响应 |
1.3.6 盐胁迫蛋白对植物盐胁迫的响应 |
1.3.7 植物体内的盐胁迫信息传递机制对植物盐胁迫的响应 |
1.4 研究目的与意义 |
1.5 研究内容 |
1.6 技术路线 |
2 老芒麦种质资源耐盐性评价 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 供试材料 |
2.1.2 实验方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 盐胁迫对老芒麦种质相对发芽势的影响 |
2.2.2 盐胁迫对老芒麦种质相对发芽率的影响 |
2.2.3 盐胁迫对老芒麦种质相对苗高的影响 |
2.2.4 盐胁迫对老芒麦种质相对发芽指数的影响 |
2.2.5 盐胁迫对老芒麦种质相对活力指数的影响 |
2.2.6 盐胁迫对老芒麦萌发期各指标综合耐盐系数的影响 |
2.2.7 盐胁迫对老芒麦苗期脯氨酸含量耐盐系数的影响 |
2.2.8 盐胁迫对老芒麦苗期相对电导率耐盐系数的影响 |
2.2.9 盐胁迫对老芒麦苗期根系活力耐盐系数的影响 |
2.2.10 盐胁迫对老芒麦苗期丙二醛含量耐盐系数的影响 |
2.2.11 盐胁迫对老芒麦苗期超氧化物歧化酶活性耐盐系数的影响 |
2.2.12 盐胁迫下老芒麦萌发期和苗期各指标相关分析 |
2.2.13 盐胁迫下老芒麦萌发期和苗期各指标主成分分析 |
2.2.14 应用隶属函数法进行老芒麦耐盐性综合评价 |
2.2.15 老芒麦耐盐性聚类分析 |
2.3 讨论 |
3 老芒麦ABI5基因克隆及其序列分析 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 实验方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 总RNA提取结果检测 |
3.2.2 同源基因扩增结果检测 |
3.2.3 克隆测序结果 |
3.2.4 老芒麦ABI5基因RACE克隆 |
3.2.5 亲缘关系分析 |
3.2.6 理化性质分析 |
3.2.7 亲/疏水性分析 |
3.2.8 信号肽预测 |
3.2.9 亚细胞定位预测 |
3.2.10 二级结构预测 |
3.2.11 Coil卷区分析 |
3.2.12 跨膜区分析 |
3.2.13 结构域预测 |
3.2.14 三级结构预测 |
3.2.15 蛋白互作分析 |
3.3 讨论 |
4 EsABI5基因表达分析 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 供试材料 |
4.1.2 实验方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 筛选内参基因 |
4.2.2 EsABI5基因相对表达量分析 |
4.2.3 生理指标分析 |
4.3 讨论 |
5 EsABI5基因功能分析 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 供试材料 |
5.1.2 实验方法 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 EsABI5基因编码区克隆 |
5.2.2 过表达载体pART-CAM/EsABI5的PCR检测 |
5.2.3 组培烟草的过程 |
5.2.4 转基因株系PCR检测 |
5.2.5 转基因株系RT-qPCR检测 |
5.2.6 盐胁迫对转基因与野生型烟草表型的影响 |
5.2.7 盐胁迫对转基因与野生型烟草生理指标的影响 |
5.2.8 盐胁迫对ABA和MAPK途径相关基因的影响 |
5.3 讨论 |
6 结论 |
7 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
作者简介 |
(4)紫花苜蓿响应盐碱胁迫的转录组分析及MsNAC47基因的功能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 土壤盐碱化的危害 |
1.1.1 离子毒害 |
1.1.2 渗透胁迫 |
1.1.3 高pH对植物造成的影响 |
1.1.4 活性氧对植物造成的影响 |
1.2 植物抗盐碱机制研究进展 |
1.2.1 细胞离子平衡的重构 |
1.2.2 渗透调节物质的合成 |
1.2.3 高pH的适应性响应 |
1.2.4 抗氧化途径 |
1.2.5 转录因子 |
1.3 NAC家族转录因子在植物抗盐碱机制中的研究进展 |
1.4 钙信号及钙离子转运在植物抗盐碱机制中的研究进展 |
1.5 紫花苜蓿抗盐碱机制研究进展 |
1.6 研究的目的与意义 |
1.7 技术路线 |
第2章 紫花苜蓿响应盐碱胁迫的转录组分析 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料 |
2.2.1 植物材料 |
2.2.2 实验药品 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 紫花苜蓿培养及处理条件 |
2.3.2 紫花苜蓿总RNA的提取和质量检测 |
2.3.3 cDNA文库的构建 |
2.3.4 转录组测序及数据组装 |
2.3.5 转录本功能注释及差异表达基因分析 |
2.3.6 荧光定量qRT-PCR(Quantitative real-time PCR) |
2.4 实验结果与分析 |
2.4.1 转录组初步分析 |
2.4.2 转录组数据的定量验证 |
2.4.3 差异表达基因GO聚类及盐碱胁迫响应途径分析 |
2.4.4 转录因子在盐碱胁迫下的表达变化 |
2.4.5 盐与盐碱胁迫下的比较转录组分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 盐碱特异响应基因MsNAC47 的功能验证 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料 |
3.2.1 菌种、质粒及植物材料 |
3.2.2 实验药品 |
3.2.3 主要仪器设备 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 紫花苜蓿MsNAC47 的克隆 |
3.3.2 MsNAC7生物信息学分析 |
3.3.3 MsNAC7的表达特异性分析 |
3.3.4 MsNAC7表达载体构建及遗传转化 |
3.3.5 转基因拟南芥的分子生物学检测 |
3.3.6 转基因拟南芥和拟南芥突变体的抗盐碱能力分析 |
3.3.7 数据处理 |
3.4 实验结果与分析 |
3.4.1 MsNAC47 基因克隆及序列分析 |
3.4.2 MsNAC47 基因时空表达模式及胁迫响应模式分析 |
3.4.3 拟南芥nac47 突变体信息及恢复突变体构建 |
3.4.5 nac47 突变体在盐和盐碱胁迫下的平板根长实验 |
3.4.6 苗期nac47 突变体及恢复突变体的胁迫抗性实验 |
3.4.7 nac47 缺失突变体在盐和盐碱胁迫下的离子含量测定 |
3.5 本章小结 |
第4章 NAC47 基因对钙离子代谢的影响 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料 |
4.2.1 菌种、质粒及植物材料 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 非损伤离子流速测定 |
4.3.2 钙成像 |
4.3.3 NAC47下游基因表达水平分析 |
4.3.4 p Bait-Ab Ai载体的构建 |
4.3.5 cDNA文库的转化及筛选 |
4.4 实验结果与分析 |
4.4.1 拟南芥nac47 突变体在盐碱胁迫处理下Ca~(2+)流速的变化 |
4.4.2 nac47 突变体在盐碱瞬时处理下Ca~(2+)流速的变化 |
4.4.3 nac47 突变体中Ca~(2+)转运体基因响应盐碱胁迫的表达模式分析 |
4.4.4 MsNAC47 对钙离子转运体基因的转录调控验证 |
4.5 本章小结 |
第5章 讨论 |
5.1 紫花苜蓿抗盐碱转录组测序分析 |
5.1.1 紫花苜蓿在转录水平对盐碱的响应途径 |
5.1.2 离子转运途径在盐碱胁迫下的响应 |
5.1.3 紫花苜蓿对盐和盐碱胁迫的差异响应 |
5.2 紫花苜蓿MsNAC47 基因对抗盐碱能力的影响 |
5.2.1 突变体对盐碱敏感而对盐具有较强的抗性 |
5.2.2 NAC47对Ca~(2+)信号和转运途径的影响 |
5.3 Ca~(2+)代谢对植物抗盐碱的意义 |
5.3.1 盐碱胁迫对Ca~(2+)代谢的影响 |
5.3.2 NAC47 通过影响钙离子转运途径提升植物抗盐碱能力 |
5.4 对后续工作的设想 |
5.5 论文的主要创新点 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士期间发表论文 |
致谢 |
(5)盐度和氮磷对海马齿和冰菜生物学影响及池塘综合种养模式初探(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
引言 |
1.海马齿和冰菜生物学概述 |
2.水生植物对养殖水体的修复作用 |
3.盐生植物耐盐机制 |
4.盐胁迫下转录组学研究进展 |
5.研究的主要目的及意义 |
第一章 盐度对海马齿和冰菜生理生化及营养盐吸收的影响 |
1 材料与方法 |
1.1 试剂及仪器 |
1.2 实验设计及海马齿冰菜水培条件 |
1.2.1 实验设计 |
1.2.2 海马齿和冰菜水培条件 |
1.3 实验方法 |
1.3.1 水质理化测定 |
1.3.2 海马齿和冰菜中氮磷含量测定 |
1.3.3 海马齿和冰菜中钠、钾含量测定 |
1.3.4 海马齿和冰菜中抗氧化酶活性及氧化产物的测定 |
1.3.5 海马齿和冰菜中脯氨酸含量的测定 |
1.3.6 海马齿冰菜中可溶性糖含量的测定 |
1.3.7 含水量的测定 |
1.4 数据处理与分析 |
2 结果与分析 |
2.1 盐度对海马齿和冰菜生长的影响 |
2.2 盐度对海马齿、冰菜中钠和钾含量的影响 |
2.3 盐度对海马齿和冰菜营养盐吸收的影响 |
2.3.1 不同盐度下海马齿、冰菜对氨氮的吸收 |
2.3.2 不同盐度下海马齿、冰菜对硝酸盐氮的吸收 |
2.3.3 不同盐度下海马齿、冰菜对磷酸盐的吸收 |
2.4 盐度对海马齿、冰菜氮磷含量的影响 |
2.5 盐度与海马齿冰菜生长生理变化的相关性 |
2.6 海马齿和冰菜抗氧化途径和渗透调节过程对盐胁迫的响应 |
2.6.1 抗氧化途径对盐胁迫的响应 |
2.6.2 渗透调节过程对盐胁迫的响应 |
3 讨论 |
3.1 盐度对海马齿、冰菜生长的影响 |
3.2 盐度对海马齿、冰菜钠钾含量的影响 |
3.3 盐度对海马齿、冰菜吸收营养盐的影响 |
3.4 盐度对海马齿、冰菜氮磷含量的影响 |
3.5 海马齿、冰菜氧化-抗氧化系统和渗透调节过程对盐胁迫的响应 |
3.5.1 氧化-抗氧化系统对盐胁迫的响应 |
3.5.2 渗透调节过程对盐胁迫的响应 |
第二章 氮磷浓度对海马齿和冰菜生理生化、光合作用及净化水质的影响 |
1.材料与方法 |
1.1 试剂及仪器 |
1.2 实验设计及水培条件 |
1.2.1 实验设计 |
1.2.2 海马齿冰菜水培条件 |
1.3 实验方法 |
2.结果与分析 |
2.1 氮磷浓度对海马齿、冰菜生长的影响 |
2.2 氮磷浓度对海马齿、冰菜钠钾含量的影响 |
2.3 氮磷浓度对海马齿、冰菜氮磷含量的影响 |
2.4 氮磷浓度对海马齿、冰菜吸收营养盐的影响 |
2.4.1 对氨氮吸收的影响 |
2.4.2 对硝酸盐氮吸收的影响 |
2.4.3 对磷酸盐吸收的影响 |
2.5 氮磷浓度与海马齿冰菜生长生理变化的相关性 |
2.6 氮磷浓度对海马齿冰菜抗氧化途径和渗透调节过程的影响 |
2.6.1 对抗氧化途径的影响 |
2.6.2 对渗透调节过程的影响 |
2.7 对光合作用的影响 |
3.讨论 |
3.1 氮磷浓度对海马齿、冰菜生长的影响 |
3.2 氮磷浓度对海马齿、冰菜钠和钾含量的影响 |
3.3 氮磷浓度对海马齿、冰菜氮和磷含量的影响 |
3.4 氮磷浓度对海马齿、冰菜吸收营养盐的影响 |
3.5 盐胁迫下氮磷浓度对海马齿、冰菜氧化-抗氧化系统和渗透调节过程的影响 |
3.6 盐胁迫下氮磷浓度对海马齿、冰菜光合作用的影响 |
第三章 不同盐度下海马齿的转录组分析 |
1.材料与方法 |
1.1 实验材料 |
1.2 实验设计 |
1.3 实验方法 |
1.3.1 海马齿叶片RNA的提取及测序 |
2.实验结果 |
2.1 测序数据及其质量控制结果 |
2.2 Unigene注释 |
2.3 样品基因表达量总体分布 |
2.4 DEGs的筛选比较与注释分析 |
2.4.1 DEGs比较 |
2.4.2 差异基因火山图分析 |
2.4.3 差异表达基因聚类分析 |
2.4.4 差异基因GO富集分析 |
2.4.5 差异基因COG富集分析 |
2.4.6 差异基因KEGG富集分析 |
2.4.7 差异表达基因KEGG通路富集分析 |
3.讨论 |
第四章 池塘参贝菜综合养殖模式初探 |
1.材料与方法 |
1.1 仪器 |
1.2 实验材料 |
1.3 实验设计 |
1.4 实验方法 |
1.4.1 水质测定 |
2 结果与分析 |
2.1 滨州无棣池塘养殖结果分析 |
2.1.1 滨州无棣池塘水质分析 |
2.1.2 海马齿生长 |
2.2 东营池塘数据分析 |
2.2.1 水质分析 |
2.2.2 扇贝生长 |
2.2.3 海马齿生长 |
3.讨论 |
小结 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间论文发表情况 |
(6)拟南芥中生物素与碳酸盐胁迫关系的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 盐碱胁迫下对植物抗逆的研究 |
1.2.1 盐碱胁迫对植物生长的影响 |
1.2.2 植物抗盐碱胁迫研究进展 |
1.3 转录组在拟南芥抗性研究中的应用 |
1.4 生物素的研究进展 |
1.4.1 生物素的发现与命名 |
1.4.2 生物素的合成 |
1.4.3 植物生物素的研究现状 |
1.4.4 生物素酶研究进展 |
1.5 本研究的目的与意义 |
2 转录组挖掘碳酸氢钠抗性基因 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 植物材料的培养与处理 |
2.3.2 台盼蓝染色方法 |
2.3.3 用于RNA测序的样本处理及收集 |
2.3.4 样本总RNA的提取 |
2.3.5 RNA-Seq测序文库的建立与测序 |
2.3.6 RNA-Seq数据处理与差异表达基因(DEGs)的鉴定 |
2.3.7 实时荧光定量PCR验证 |
2.3.8 引物的设计与合成 |
2.4 结果与分析 |
2.4.1 碳酸氢钠对于野生型拟南芥生长的影响 |
2.4.2 测序质量 |
2.4.3 差异表达基因的富集分析 |
2.4.4 差异表达基因的qRT-PCR验证 |
2.5 本章小结 |
3 野生型拟南芥中生物素与碳酸盐胁迫关系的研究 |
3.1 实验材料 |
3.2 实验仪器 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 植物材料的处理与培养 |
3.3.2 生物素含量的测定 |
3.3.3 抗氧化酶活性的测定 |
3.3.4 统计分析 |
3.4 结果与分析 |
3.4.1 碳酸盐(NaHCO_3和Na_2CO_3)和生物素(biotin)处理对野生型拟南芥生长状态的影响 |
3.4.2 碳酸盐胁迫下拟南芥内源生物素含量的测定 |
3.4.3 碳酸盐胁迫对拟南芥抗氧化酶活性的影响 |
3.5 本章小结 |
4 碳酸盐胁迫中生物素合酶AtBIO2的分析研究 |
4.1 实验材料 |
4.2 实验仪器 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 植物总RNA提取及mRNA的反转录 |
4.3.2 实时荧光定量PCR验证 |
4.3.3 AtBIO2过表达及启动子表达载体的构建 |
4.3.4 农杆菌渗透法构建过表达植物材料 |
4.3.5 β-葡萄糖苷酸酶(GUS)染色 |
4.3.6 突变体植株的鉴定 |
4.3.7 二氨基联苯胺(DAB)和硝基蓝四唑氯(NBT)染色 |
4.3.8 引物的设计与合成 |
4.4 结果与分析 |
4.4.1 碳酸盐胁迫下生物素合酶AtBIO2基因表达分析 |
4.4.2 AtBIO2过表达植株鉴定与表型分析 |
4.4.3 AtBIO2突变体植株的鉴定与表型分析 |
4.4.4 碳酸盐胁迫下AtBIO2过表达和突变体植株的抗氧化活性分析 |
4.5 本章小结 |
5 碳酸盐胁迫中生物素羧化酶关键基因的分析研究 |
5.1 实验材料 |
5.2 实验仪器 |
5.3 实验方法 |
5.3.1 差异表达基因全长序列的获得 |
5.3.2 过表达载体的构建 |
5.3.3 农杆菌渗透法构建过表达植株 |
5.3.4 过表达植株的筛选 |
5.3.5 突变体的购买与鉴定 |
5.3.6 引物的设计与合成 |
5.4 结果与分析 |
5.4.1 生物素羧基载体蛋白亚基1(AtBCCP1)表型分析 |
5.4.2 生物素羧基载体蛋白亚基2(AtBCCP2)表型分析 |
5.4.3 3-甲基巴豆酰胺乙酰辅酶A生物素亚基(AtMCCA)表性分析 |
5.5 本章小结 |
6 讨论 |
6.1 NaHCO_3处理拟南芥转录组的分析挖掘出生物素相关差异表达基因 |
6.2 生物素可以减轻碳酸盐胁迫对植物的影响 |
6.3 AtBCCP1、AtBCCP2、AtMCCA通过利用生物素帮助拟南芥抵抗碳酸盐胁迫 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
东北林业大学 博士学位论文修改情况确认表 |
(7)介导H2S缓解平邑甜茶碱性盐胁迫的MicroRNA及相关基因研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
1 前言 |
1.1 土地盐碱化现状及危害 |
1.2 盐碱胁迫对植物的影响 |
1.2.1 植物生长发育影响 |
1.2.2 盐碱对植物光合作用的影响 |
1.2.3 盐碱胁迫与植物根系形态 |
1.2.4 盐碱胁迫对生物膜系统的影响 |
1.2.5 盐碱胁迫对植物活性氧代谢的影响 |
1.2.6 盐碱胁迫对植物的其他影响 |
1.3 植物适应盐碱胁迫的机制 |
1.3.1 渗透调节 |
1.3.2 离子转运 |
1.3.3 抗氧化酶 |
1.3.4 有机酸代谢 |
1.4 外源H_2S对植物生长发育的影响 |
1.4.1 H_2S研究进展 |
1.4.2 H_2S在植物中的合成 |
1.4.3 H_2S参与植物非生物胁迫 |
1.4.4 外源H_2S对盐碱胁迫的缓解作用 |
1.5 植物中miRNA研究进展 |
1.5.1 miRNA形成与作用机制 |
1.5.2 miRNA调控植物逆境胁迫 |
1.5.3 miRNA与盐碱胁迫 |
1.5.4 miRNA在 H_2S调节逆境胁迫中的作用 |
1.6 苹果属植物盐碱适应机制的研究进展 |
1.7 研究目的与意义 |
2 材料和方法 |
2.1 材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 菌株 |
2.1.3 载体 |
2.1.4 试剂和药品 |
2.1.5 培养基 |
2.2 试验处理 |
2.2.1 试验材料处理 |
2.2.2 样品命名 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 生物量的测定 |
2.3.2 光合特性指标测定 |
2.3.3 光合色素含量 |
2.3.4 根系构型参数和根系活力测定 |
2.3.5 膜损伤程度 |
2.3.6 抗氧化酶测定 |
2.3.7 脯氨酸含量 |
2.3.8 Na~+、K~+离子含量测定 |
2.3.9 内源H_2S浓度测定 |
2.3.10 MhSOS1和Mh SKOR的定量表达分析 |
2.3.10.1 总RNA提取 |
2.3.10.2 总RNA的质量检测 |
2.3.10.3 第一链c DNA合成 |
2.3.10.4 荧光定量PCR |
2.3.11 数据处理与分析 |
2.3.12 smallRNA文库构建及测序分析 |
2.3.12.1 RNA提取及s RNA文库构建 |
2.3.12.2 sRNA注释和miRNA鉴定 |
2.3.12.3 miRNA差异表达分析 |
2.3.12.4 靶基因预测与富集分析 |
2.3.12.5 qRT-PCR验证miRNA及其靶基因表达 |
2.3.13 转录组文库构建及测序分析 |
2.3.13.1 转录组文库构建 |
2.3.13.2 RNA-seq序列比对、转录本组装及基因表达分析 |
2.3.13.3 差异表达基因q RT-PCR验证 |
2.3.14 表达载体构建 |
2.3.14.1 序列克隆引物设计 |
2.2.14.2 扩增目的片段 |
2.3.14.3 载体和目的片段的酶切及连接 |
2.3.14.4 连接产物转化大肠杆菌 |
2.3.14.5 菌液PCR鉴定阳性克隆 |
2.3.14.6 质粒DNA提取 |
2.3.15 表达载体农杆菌感受态转化 |
2.3.16 农杆菌介导的烟草瞬时转化 |
2.3.17 王林苹果愈伤组织遗传转化 |
2.3.17.1 农杆菌LBA4404 感受态的转化 |
2.3.17.2 王林苹果愈伤组织的转化 |
2.3.18 转基因愈伤筛选及抗盐表型鉴定 |
2.3.18.1 转基因愈伤DNA水平鉴定 |
2.3.18.2 转基因愈伤RNA水平鉴定 |
2.3.18.3 盐胁迫表型鉴定 |
2.3.18.4 生理指标测定 |
3 结果与分析 |
3.1 外源H_2S缓解平邑甜茶碱性盐胁迫的效应及其生理机制 |
3.1.1 不同浓度NaHS对碱性盐胁迫下平邑甜茶幼苗根系鲜重的影响 |
3.1.2 外源H_2S对碱性盐胁迫下平邑甜茶生长生参数的影响 |
3.1.3 外源H_2S对碱性盐胁迫下平邑甜茶净光合速率及光合色素含量的影响 |
3.1.4 外源H_2S对碱性盐胁迫下平邑甜茶根系构型的影响 |
3.1.5 外源 H_2S对碱性盐胁迫下平邑甜茶根系活力和内源 H_2S的影响 |
3.1.6 外源H_2S对碱性盐胁迫下平邑甜茶MDA含量和电解质渗透率的影响 |
3.1.7 外源H_2S对碱性盐胁迫下平邑甜茶抗氧化酶活性的影响 |
3.1.8 外源H_2S对碱性盐胁迫下平邑甜茶Na~+、K~+含量的影响 |
3.1.9 外源H_2S对碱性盐胁迫下平邑甜茶MhSOS1和MhSKOR基因表达的影响 |
3.2 参与H_2S缓解平邑甜茶根系碱性盐胁迫的差异microRNAs鉴定 |
3.2.1 平邑甜茶根系响应H_2S和碱性盐胁迫的sRNA文库测序与分析 |
3.2.2 平邑甜茶根系响应H_2S和碱性盐的miRNAs的鉴定 |
3.2.3 H_2S和碱性盐胁迫下平邑甜茶根系中差异表达的miRNAs |
3.2.4 H_2S和碱性盐胁迫下平邑甜茶根系中差异表达的miRNA靶基因预测及GO分析 |
3.2.5 平邑甜茶根系响应H_2S和碱性盐的miRNAs及其靶基因的表达验证 |
3.3 平邑甜茶根系响应H_2S和碱性盐胁迫的差异表达基因分析 |
3.3.1 RNA-Seq组装及注释 |
3.3.2 H_2S处理改变碱性盐胁迫下平邑甜茶根系DEGs表达模式 |
3.3.3 平邑甜茶根系响应H_2S和碱性盐胁迫的差异表达基因GO分析 |
3.3.4 H_2S处理改变碱性盐胁迫下平邑甜茶根系DEGs的 KEGG通路分析 |
3.3.5 平邑甜茶根系响应H_2S和碱性盐胁迫的RNA-Seq数据的验证分析 |
3.4 平邑甜茶miR408a及其靶基因在H_2S缓解碱性盐胁迫中的作用 |
3.4.1 pre-mhp-miR408a和 MhBBP序列扩增和分析 |
3.4.2 mhp-miR408a和 MhBBP表达模式分析 |
3.4.3 mhp-miR408a和 MhBBP靶向关系验证 |
3.4.4 转基因愈伤的盐胁迫耐性分析 |
4 讨论 |
4.1 外源H_2S缓解平邑甜茶碱性盐胁迫的效应及其生理机制 |
4.2 参与H_2S缓解平邑甜茶根系碱性盐胁迫的差异microRNAs鉴定 |
4.3 平邑甜茶根系响应H_2S和碱性盐胁迫的差异表达基因分析 |
4.3.1 差异表达mi RNA及靶基因与转录组的关联分析 |
4.3.2 H_2S和碱性盐胁迫处理对含S化合物转录组的影响 |
4.3.3 H_2S介导碱性盐胁迫下ROS防御相关基因的表达 |
4.3.4 细胞壁代谢相关基因在H_2S缓解碱性盐胁迫中的作用 |
4.3.5 H_2S诱导碳水化合物和能量代谢及渗透调节相关基因对碱性盐胁迫的响应 |
4.4 平邑甜茶miR408a及其靶基因在H_2S缓解碱性盐胁迫中的作用 |
5 结论 |
6 参考文献 |
7 附录 |
8 致谢 |
9 攻读学位期间发表论文情况 |
(8)5个杂交桑种质的耐盐性评价及耐盐种质创制(论文提纲范文)
符号说明 |
中文摘要 |
Abstract |
1 前言 |
1.1 植物耐盐机制研究进展 |
1.1.1 植物盐害的机理 |
1.1.2 盐害对植物的影响 |
1.1.3 从Na~+感知到早期信号传导 |
1.1.3.1 Na~+的吸收和信号感知 |
1.1.3.2 Ca~2+信号途径 |
1.1.3.3 转运蛋白信号传导 |
1.1.3.4 膜磷脂信号传导 |
1.1.3.5 脱落酸参与信号传导 |
1.1.3.6 SOS信号传导 |
1.1.4 植物体对盐胁迫的适应机制 |
1.1.5 植物耐盐相关基因研究进展 |
1.1.5.1 离子转运相关基因 |
1.1.5.2 渗透调节相关基因 |
1.1.5.3 信号转导相关基因 |
1.1.5.4 抗氧化有关基因 |
1.2 γ-氨基丁酸对植物耐盐性的影响及其代谢调节机制研究进展 |
1.2.1 γ-氨基丁酸对植物耐盐性的影响 |
1.2.2 γ-氨基丁酸在植物逆境中的作用机制 |
1.2.3 γ-氨基丁酸合成代谢途径及盐分胁迫下的代谢调控机制 |
1.3 桑树耐盐机制研究进展 |
1.3.1 对桑树相关生理生化指标的影响 |
1.3.2 桑树耐盐相关基因 |
1.4 研究目的和意义 |
2 材料与方法 |
2.1 材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 主要试剂 |
2.1.3 菌株与载体 |
2.1.4 主要实验器械 |
2.1.5 PCR引物 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 盐胁迫下桑树幼苗生长实验 |
2.2.2 桑树幼苗生理生化指标的测定 |
2.2.3 盐胁迫下外源GABA处理实验 |
2.2.4 超氧阴离子自由基(O_2~-)的测定 |
2.2.5 过氧化氢(H_2O_2)的测定 |
2.2.6 总RNA提取 |
2.2.7 cDNA合成 |
2.2.8 GABA-T及GAD基因PCR扩增 |
2.2.9 PCR扩增产物的纯化 |
2.2.10 GABA-T及GAD基因片段与克隆载体的连接 |
2.2.11 连接产物转化大肠杆菌 |
2.2.12 阳性克隆的鉴定 |
2.2.13 CTAB法提取桑树DNA |
2.2.14 启动子的序列扩增 |
2.2.15 启动子序列分析 |
2.2.16 桑树Mul-GABA-T和Mul-GAD的组织表达特性分析 |
2.2.17 表达载体的构建 |
2.2.18 利用同源重组构建GAD启动子基因表达载体 |
2.2.19 连接产物转化农杆菌GV3101 |
2.2.20 拟南芥的侵染 |
2.2.21 转基因植株筛选与鉴定 |
2.2.22 pMul-GAD的表达活性分析 |
2.2.23 转Mul-GABA-T基因拟南芥的表型分析 |
2.2.24 转Mul-GAD基因拟南芥的表型分析 |
2.2.25 K599感受态的转化 |
2.2.26 发根农杆菌介导的桑树毛状根的转化 |
2.2.27 毛状根转Mul-GABA-T和Mul-GAD基因桑树的筛选与鉴定 |
2.2.28 毛状根转Mul-GABA-T和Mul-GAD基因的桑树耐盐性分析 |
3 结果与分析 |
3.1 5 个杂交桑种质的耐盐性评价 |
3.1.1 NaCl胁迫对桑树幼苗生长的影响 |
3.1.2 NaCl胁迫对桑树幼苗生理生化指标的影响 |
3.1.3 NaCl胁迫对桑树幼苗光合生理参数的影响 |
3.1.4 外源GABA对桑树幼苗耐盐性的影响 |
3.1.5 外源GABA对NaCl胁迫下桑树幼苗中O_2~-和H_2O_2含量的影响 |
3.2 桑树γ-氨基丁酸转氨酶基因(Mul-GABA-T)耐盐功能研究 |
3.2.1 Mul-GABA-T基因的克隆及序列分析 |
3.2.2 Mul-GABA-T基因生物信息学分析 |
3.2.3 Mul-GABA-T蛋白质的同源及进化分析 |
3.2.4 Mul-GABA-T基因的组织表达特性分析 |
3.2.5 Mul-GABA-T基因的植物表达载体的构建与鉴定 |
3.2.6 转Mul-GABA-T基因拟南芥的获得 |
3.2.7 Mul-GABA-T基因在拟南芥中表达增加了转基因拟南芥植株种子对盐分胁迫的敏感性 |
3.2.8 Mul-GABA-T基因在拟南芥中表达增强了转基因拟南芥幼苗对盐分胁迫的敏感性 |
3.2.9 Mul-GABA-T基因在拟南芥中表达降低了转基因拟南芥幼苗消除O_2~-的能力 |
3.2.10 Mul-GABA-T基因在毛状根中表达降低了桑树的耐盐性 |
3.3 桑树谷氨酸脱羧酶基因(Mul-GAD)耐盐功能研究 |
3.3.1 Mul-GAD基因的克隆及序列分析 |
3.3.2 Mul-GAD基因生物信息学分析 |
3.3.3 Mul-GAD的同源性及进化分析 |
3.3.4 Mul-GAD基因的组织表达特性分析 |
3.3.5 Mul-GAD基因启动子的克隆与表达活性分析 |
3.3.5.1 Mul-GAD基因启动子的克隆 |
3.3.5.2 pMul-GAD基因启动子的序列分析 |
3.3.5.3 pMul-GAD基因启动子的诱导表达活性分析 |
3.3.6 Mul-GAD植物表达载体的构建与鉴定 |
3.3.7 转Mul-GAD基因拟南芥的获得 |
3.3.8 Mul-GAD基因在拟南芥中表达增强了转基因植株的耐盐性 |
3.3.9 Mul-GAD基因在毛状根中表达增强了转基因桑树的耐盐性 |
4 讨论 |
4.1 桑树耐盐性的评价 |
4.2 GABA对植物耐盐性的影响 |
5 结论 |
参考文献 |
致谢 |
(9)水分和盐分胁迫对流苏树的生长及光合生理特性的影响(论文提纲范文)
符号说明 |
中文摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 水分胁迫研究 |
1.1.1 概念及其种类 |
1.1.2 对植物形态学的影响 |
1.1.3 对植物光合作用的影响 |
1.1.4 对植物叶片荧光特性的影响 |
1.1.5 对植物生理生化的影响 |
1.2 盐分胁迫研究 |
1.2.1 概念及其种类 |
1.2.2 对植物形态学的影响 |
1.2.3 对植物光合作用的影响 |
1.2.4 对植物叶片荧光特性的荧光 |
1.2.5 对植物生理生化的影响 |
1.3 流苏树国内外研究现状概述 |
1.3.1 流苏树形态特征以及应用 |
1.3.2 流苏树繁殖技术研究 |
1.3.3 流苏树古树资源保护研究 |
1.3.4 流苏树抗逆性研究 |
1.4 研究目的与意义 |
1.5 试验技术路线 |
2 材料与方法 |
2.1 试验地概况 |
2.2 试验材料和设计 |
2.2.1 试验材料 |
2.2.2 试验设计 |
2.2.3 试验仪器 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 受害情况观测方法 |
2.3.2 光合作用-光响应曲线测定 |
2.3.3 气体交换参数动态测定 |
2.3.4 光合作用-CO_2响应曲线测定 |
2.3.5 叶绿素荧光参数的测定 |
2.3.6 细胞膜伤害程度的测定 |
2.3.7 抗氧化保护酶活性的测定 |
2.3.8 渗透调节物质的测定 |
2.4 数据处理 |
2.4.1 光响应过程模型拟合分析 |
2.4.2 耐受阈值分析 |
2.5 抗逆性综合评价 |
2.5.1 各生长生理生化指标的相关分析 |
2.5.2 主成分分析 |
2.5.3 数据分析 |
3 结果与分析 |
3.1 水分胁迫对流苏树生长生理生化的影响 |
3.1.1 水分胁迫对流苏树生长形态特征的影响 |
3.1.2 水分胁迫对流苏树光合作用的影响 |
3.1.3 梯度水分胁迫对流苏树叶片叶绿素荧光参数的影响 |
3.1.4 水分胁迫对流苏树丙二醛含量的影响 |
3.1.5 水分胁迫对流苏树抗氧化保护酶活性的影响 |
3.1.6 梯度水分胁迫对流苏树脯氨酸含量的影响 |
3.1.7 流苏树的耐干旱与耐水淹阈值分析 |
3.2 盐分胁迫对流苏树生长生理生化的影响 |
3.2.1 盐分胁迫对流苏树生长形态特征的影响 |
3.2.2 盐分胁迫对流苏树叶片气体交换参数的影响 |
3.2.3 盐分胁迫对流苏树叶片荧光特性的影响 |
3.2.4 盐分胁迫对流苏树丙二醛含量的影响 |
3.2.5 盐分胁迫对流苏树抗氧化保护酶活性的影响 |
3.2.6 盐分胁迫对流苏树脯氨酸含量的影响 |
3.2.7 流苏树的耐盐阈值分析 |
3.3 流苏树耐受能力综合评价 |
3.3.1 相关性分析 |
3.3.2 主成分分析 |
4 讨论 |
4.1 水分和盐分胁迫对流苏树形态特征的影响 |
4.2 水分和盐分胁迫对流苏树光合作用的影响 |
4.3 水分和盐分胁迫对流苏树抗氧化酶活性和膜脂过氧化的影响 |
4.4 水分和盐分胁迫对流苏树渗透调节物质脯氨酸的影响 |
4.5 流苏树株系耐旱、耐涝与耐盐能力的综合评价 |
5 结论 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
攻读学位期间发表论文情况 |
(10)硅和砧木类型对黄瓜幼苗耐冷性的影响(论文提纲范文)
符号说明 |
中文摘要 |
Abstract |
1 前言 |
1.1 低温胁迫对植物生长代谢的影响 |
1.1.1 生长发育 |
1.1.2 细胞膜系统 |
1.1.3 抗氧化系统 |
1.1.4 渗透调节系统 |
1.1.5 分子代谢途径 |
1.2 嫁接提高植物耐冷性的作用 |
1.2.1 嫁接的作用 |
1.2.2 嫁接提高植物耐冷性的作用 |
1.2.3 嫁接提高植物耐冷性的机制 |
1.3 硅对植物生长代谢的影响 |
1.3.1 硅对植物生长的影响 |
1.3.2 硅对植物抗逆性的影响 |
1.4 植物转录组技术及其应用 |
1.4.1 转录组测序技术 |
1.4.2 转录组测序技术在植物逆境胁迫研究中的应用 |
1.5 本研究的目的和意义 |
2 材料和方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验设计与处理 |
2.3 测定项目与方法 |
2.3.1 冷害指数 |
2.3.2 黄瓜生长与干物质积累量 |
2.3.3 电解质渗漏率 |
2.3.4 丙二醛含量及抗氧化酶活性 |
2.3.5 游离脯氨酸含量 |
2.3.6 转录组测序 |
2.4 数据统计与分析方法 |
3 结果与分析 |
3.1 营养液硅浓度对自根黄瓜幼苗耐冷性的影响 |
3.1.1 幼苗冷害指数 |
3.1.2 幼苗生长 |
3.1.3 叶片电解质渗漏率和渗透调节物质含量 |
3.1.3.1 电解质渗漏率 |
3.1.3.2 脯氨酸含量 |
3.1.4 幼苗抗氧化系统 |
3.1.4.1 丙二醛含量 |
3.1.4.2 抗氧化酶活性 |
3.2 硅和砧木类型对黄瓜幼苗耐冷性的影响 |
3.2.1 幼苗冷害指数 |
3.2.2 幼苗干物质积累 |
3.2.3 叶片电解质渗漏率和渗透调节物质含量 |
3.2.3.1 电解质渗漏率 |
3.2.3.2 游离脯氨酸含量 |
3.2.4 幼苗抗氧化系统 |
3.2.4.1 丙二醛含量 |
3.2.4.2 抗氧化酶活性 |
3.3 硅和砧木类型影响黄瓜幼苗耐冷性的转录组分析 |
3.3.1 测序数据与其质量控制 |
3.3.2 差异基因数据的整体质量评估 |
3.3.3 差异表达基因统计 |
3.3.4 不同硅营养水平黄瓜差异表达基因GO分析 |
3.3.4.1 自根黄瓜 |
3.3.4.2 嫁接黄瓜 |
3.3.5 不同砧木类型嫁接黄瓜差异表达基因的GO分析 |
3.3.6 不同硅营养水平黄瓜差异表达基因的KEGG分析 |
3.3.6.1 自根黄瓜 |
3.3.6.2 嫁接黄瓜 |
3.3.7 不同砧木类型嫁接黄瓜差异表达基因的KEGG分析 |
3.3.8 受硅营养影响的耐冷候选基因分析 |
3.3.8.1 自根黄瓜 |
3.3.8.2 ‘黄诚根2 号’嫁接黄瓜 |
3.3.8.3 ‘云南黑籽南瓜’嫁接黄瓜 |
3.3.9 受嫁接砧木类型影响的耐冷候选基因分析 |
3.3.9.1 ‘黄诚根2 号’嫁接黄瓜 |
3.3.9.2 ‘云南黑籽南瓜’嫁接黄瓜 |
4.讨论 |
4.1 硅和砧木类型对黄瓜耐冷性的影响 |
4.2 硅和砧木类型营养对黄瓜耐冷相关转录因子的影响 |
5 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表论文情况 |
四、脯氨酸代谢与植物抗渗透胁迫的研究进展(论文参考文献)
- [1]OsU496A调控水稻幼苗应答渗透逆境的生理与分子机制[D]. 王家豪. 扬州大学, 2021(08)
- [2]冷胁迫蓖麻蛋白质组解析及RcGPX基因的功能研究[D]. 刘栩铭. 内蒙古民族大学, 2021(12)
- [3]老芒麦种质资源耐盐性评价及EsABI5基因作用机制研究[D]. 德英. 内蒙古农业大学, 2021(01)
- [4]紫花苜蓿响应盐碱胁迫的转录组分析及MsNAC47基因的功能研究[D]. 安逸民. 哈尔滨师范大学, 2021
- [5]盐度和氮磷对海马齿和冰菜生物学影响及池塘综合种养模式初探[D]. 郝明梅. 上海海洋大学, 2021(01)
- [6]拟南芥中生物素与碳酸盐胁迫关系的研究[D]. 王瑶. 东北林业大学, 2021(09)
- [7]介导H2S缓解平邑甜茶碱性盐胁迫的MicroRNA及相关基因研究[D]. 李欢. 山东农业大学, 2021
- [8]5个杂交桑种质的耐盐性评价及耐盐种质创制[D]. 李燕. 山东农业大学, 2021(01)
- [9]水分和盐分胁迫对流苏树的生长及光合生理特性的影响[D]. 赵天然. 山东农业大学, 2021
- [10]硅和砧木类型对黄瓜幼苗耐冷性的影响[D]. 聂鑫淼. 山东农业大学, 2021(01)