本文關鍵詞：干旱脅迫下舟山新木姜子（Neolitsea sericea）幼苗葉片的生理響應及轉錄組分析　出處：《浙江海洋大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：舟山新木姜子(Neolitsea sericea)系屬樟科,屬于國家二級保護植物,最常見于舟山,是主要的行道樹種之一。為了研究舟山新木姜子的抗旱機理,開展舟山新木姜子在不同干旱脅迫程度下的光合特性、保護酶活性、滲透調節(jié)物質含量等生理指標隨時間的動態(tài)變化的研究,利用焦磷酸測序對重度急性干旱脅迫下的舟山新木姜子轉錄組進行測序,對序列進行功能注釋、通路富集及差異表達分析。主要研究及結果如下:以1年生舟山新木姜子幼苗為材料,采用盆栽控水模擬干旱脅迫,研究苗木葉片在土壤水分含量分別為田間持水量的55~60%(輕度干旱脅迫)、40~45%(中度干旱脅迫)、30~35%(重度干旱脅迫)和75~80%(對照/復水)下的光合特性、保護酶活性、滲透調節(jié)含量等隨時間的動態(tài)變化。結果表明:重度干旱使植株生長速度減慢,葉片卷曲嚴重。中、重度干旱使葉片的總葉綠素含量、蒸騰速率、凈光合速率及氣孔導度明顯減少,重度干旱使葉片胞間CO2濃度呈現先減少后升高的趨勢。葉片受到氣孔限制因素的影響導致葉片凈光合速率下降是在重度干旱脅迫中期以及中度干旱脅迫期間,而受到非氣孔限制因素的影響是在重度干旱脅迫后期。復水10天后蒸騰速率仍處于較低水平,葉片的氣孔調節(jié)功能有所喪失。干旱脅迫雖然總體提升了葉片水分利用效率,但重度干旱下葉片的水分利用效率從脅迫中期開始有明顯的下降趨勢。中度及重度干旱使舟山新木姜子葉片的丙二醛含量、超氧化物歧化酶及過氧化物酶活性呈現出先升后降的走勢,說明葉片中丙二醛的生成與消除達到一個相對靜止狀態(tài)。干旱脅迫使葉片細胞膜透性顯著增加,通過提高合成脯氨酸和可溶性糖緩解滲透壓,葉片細胞膜的透性在干旱脅迫中后期逐漸降低。但重度干旱脅迫下的葉片細胞膜透性在復水10天后仍維持較高程度,細胞膜受到一定損傷。綜上所述,干旱脅迫下舟山新木姜子能快速調節(jié)葉片氣孔、清除活性氧和滲透調節(jié),降低蒸騰速率、丙二醛、細胞膜透性,提高水分的利用率等途徑減少損傷。但是持久、嚴重的干旱使生長受限,葉片受損。為了深入研究舟山新木姜子幼苗適應干旱脅迫的機制,本研究繼續(xù)通過焦磷酸測序法對受干旱脅迫的植株葉片進行轉錄組分析。結果每組樣品共發(fā)現超過17,768,244個reads,總樣品超過4,400百萬個堿基對。組裝后,共得到129,239個平均長816 bp的unigene。其中,有51,137(39.6%)個unigene成功得到注釋。注釋的unigene中,又有11,192個被映射到118個通路中,其中最富集的通路為核糖體通路。在重度干旱脅迫后12 h、24 h、72 h的植物體內,分別得到61、65和67個表達具有顯著性差異的基因,經過Gene Ontology(GO)和MapMan功能富集分析,發(fā)現這些差異基因最富集的功能為蛋白質運輸、轉錄調節(jié)和多酶家族。上述基因涉及到滲透調節(jié)、植物激素和調節(jié)干旱的轉錄因子等。另外,對舟山新木姜子的研究還發(fā)現,編碼糖基轉移酶和UDP-糖基轉移酶的基因也許在其體內參與調節(jié)干旱響應;發(fā)現葉片中多種激素的基因對干旱脅迫均有響應,例如植物生長素、脫落酸、油菜素類固醇以及細胞分裂素;發(fā)現AtbHLH112、AtCOL4、AtZFP3、AtCIR1和AtCCA1轉錄因子家族可能參與其體內的干旱誘導ABA信號傳導。這些研究闡述了干旱脅迫誘導舟山新木姜子在轉錄組層面的響應,幫助揭示植物適應干旱的分子機制。
【學位授予單位】：浙江海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S687.1;Q945.78

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