發(fā)布時間：2017-12-23 03:21

  本文關(guān)鍵詞：鹽脅迫下濱柃（Eurya emarginata）幼苗的生理響應(yīng)和轉(zhuǎn)錄組分析　出處：《浙江海洋大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：本研究對濱柃(Eurya emarginata)進(jìn)行不同程度鹽脅迫處理,以氯化鈉溶液為模擬鹽溶液,設(shè)置三個濃度梯度,分別為0(對照組)、150(低濃度組)和300mmol/L(高濃度組)濃度,選取消毒后的健康種子,萌發(fā)后獲得兩個月大濱柃幼苗,脅迫培養(yǎng)35天之后觀察各組濱柃生長狀況,并采集根、莖、葉樣品,測定它在不同鹽脅迫條件下的含水率、各抗氧酶活性(Cu/Zn-SOD、CAT、POD、GPx)、葉綠素、光合參數(shù)(凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度)和脯氨酸及其相關(guān)酶活性(P5CS酶、脯氨酸脫氫酶)等生理數(shù)據(jù)的變化,并取葉子和根樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序分析,旨在探討濱柃鹽耐受的反應(yīng)機理。研究結(jié)果如下:在低鹽脅迫(150mmol/L)時,和對照組對比發(fā)現(xiàn)Cu/Zn-SOD、CAT、POD和PDH(脯氨酸脫氫酶)活性略有下降,P5CS酶活性、H+-ATPas活性上升,光合參數(shù)略有下降,凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和無顯著性差異(P0.05),葉綠素含量下降,各組織含水率下降,GPx基本不受影響,脯氨酸也沒有明顯的積累,濱柃葉和根中的離子含量發(fā)生變化,Na+累積量增加,同時K+含量下降,鈉鉀比例降低,但濱柃生長狀況良好,說明各項生理數(shù)據(jù)的變化均在濱柃自身耐受能力內(nèi)。在高鹽脅迫(300mmol/L)時,和對照組對比發(fā)現(xiàn),濱柃呼吸代謝總呼吸速率加快,光合效應(yīng)受鹽脅迫抑制,光合參數(shù)顯著下降,凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度有顯著差異(P0.05);葉綠素含量顯著下降,葉綠素a比對照組平均減少50.14%,葉綠素b比對照組平均減少65.27%(P0.05)。植物體內(nèi)水分含量降低,嚴(yán)重的限制了Cu/Zn-SOD、CAT和PDH(脯氨酸脫氫酶)、POD、GPx、P5CS酶、H+-ATPas的活性,脯氨酸和丙二醛大量積累,破壞了濱柃體內(nèi)活性氧化物的代謝,其體內(nèi)自由基被大量清除等,加重了細(xì)胞膜脂的過氧化程度,代謝產(chǎn)物丙二醛變多,電解質(zhì)滲透率增強,細(xì)胞膜受到極大損害。濱柃葉和根中的離子含量發(fā)生變化,Na+累積量增加,對細(xì)胞的產(chǎn)生毒害作用,同時K+含量下降,鈉鉀比例降低,打亂了濱柃體內(nèi)的離子動態(tài)平衡。通過濱柃的轉(zhuǎn)錄組測序,發(fā)現(xiàn)翻譯、核糖體結(jié)構(gòu)和生物轉(zhuǎn)化(Translation,ribosomal structure and biogenesis);一般性功能預(yù)測(General function prediction only);蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)譯后修飾,蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換和伴侶蛋白(Posttranslational modification,protein turnover,chaperones);能量的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換(Energy production and conversion)等功能類別中差異表達(dá)基因富集顯著,光合作用通路(Photosynthesis pathways),光合作用天線蛋白通路(photosynthesis-antenna proteins pathways)和核糖體核糖體通路(Ribosome pathways)中的差異基因富集顯著[FDR0.01且FC(Fold Change)≥2]。對測序所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,在濱柃經(jīng)過300mmol/L氯化鈉鹽脅迫35天之后,參與Cu/Zn-SOD、CAT、GPx、P5CS、H+-ATPase和PDH等酶合成的反應(yīng)過程涉及的基因多數(shù)表達(dá)下調(diào)[FDR0.01且FC(Fold Change)≥2],即受到了抑制;在濱柃經(jīng)過150mmol/L氯化鈉鹽脅迫35天之后,控制Cu/Zn-SOD和PDH合成對應(yīng)基因也表現(xiàn)為下調(diào),但富集程度較低,而控制CAT,GPx,H+-ATPase對應(yīng)基因上調(diào)表達(dá),P5CS基因則表達(dá)基本不受影響。這說明在分子層面上,濱柃有著與生理層面相對應(yīng)的調(diào)控機制,在低鹽脅迫的時候能夠抵抗鹽害帶來的影響,有較強的耐鹽性。在高鹽害脅迫時,P5CS基因表達(dá)上調(diào),說明其在對抗外界鹽害時有極其重要的作用,而Cu/Zn-SOD、CAT、GPx、P5CS、H+-ATPase基因表達(dá)下調(diào),說明濱柃在300mmol/L濃度氯化鈉脅迫時,相關(guān)耐鹽基因表達(dá)受到抑制,濱柃生長代謝受阻,影響其正常生長。通過濱柃的轉(zhuǎn)錄組測序,得到大量的轉(zhuǎn)錄本序列和Unigene序列,組裝后形成濱柃的Unigene庫。將得到基因組序列進(jìn)行比對,獲得差異表達(dá)基因,數(shù)據(jù)顯示在鹽脅迫下濱柃的差異基因表達(dá)既有上調(diào)又有下調(diào),其中以下調(diào)表達(dá)為主。根據(jù)Unigene庫序列進(jìn)行GO注釋、COG注釋和KEGG注釋,分別得到各Unigene的相應(yīng)功能及代謝途徑,其中,為今后在基因組學(xué)和分子生物學(xué)的研究奠定基礎(chǔ)。濱柃耐鹽性較強,在150mmol/L的鹽脅迫環(huán)境下能夠正常健康的生長,可以作為海島環(huán)境修復(fù)的耐鹽優(yōu)勢樹種。
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q945.78;Q943.2

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本文編號：1322221