盐胁迫对花生膜脂组分及相关基因表达的影响

发布时间：2018-12-18 01:02

【摘要】：本文以含油量丰富的花生品种鲁花14为试验材料来研究在盐胁迫及恢复处理下花生幼苗的生理特性。并对不同处理的花生幼苗进行转录组测序,通过分析测序结果找出与膜脂组分变化相关的关键基因,具体结果如下:1.盐胁迫及恢复处理对花生幼苗生理指标的影响为了观察盐胁迫及复水处理对花生幼苗生理指标的影响,我们对250 mM NaCl处理4天(S4)及复水3天(R3)的花生幼苗进行生理指标(荧光参数,膜脂组成,活性氧及抗氧化酶等)的测定。测定结果表明,在250 mM NaCl处理时,花生幼苗的生长受到明显抑制。花生叶片的不饱和脂肪酸含量,不饱和度(DBI),Fv/Fm,抗氧化酶活性,ΦPSII明显下降。其中亚麻酸含量(18:3)下降了42.5%,而Fo和NPQ却明显升高。然而,在恢复处理时,花生幼苗的不饱和脂肪酸含量(18:3)及不饱和度(DBI)略有升高。Fv/Fm,ΦPSII及抗氧化酶(APX,SOD)活性也有所上升。O2-·和H2O2的含量有所下降。然而,在恢复处理时PSI的活性却没有明显变化。根据这些结果我们推测,在250 mM盐处理时,花生幼苗各种生理指标的下降可能与不饱和脂肪酸含量及不饱和度(DBI)的下降有关。花生叶片不饱和脂肪酸含量的降低引起了细胞膜稳定性的下降。细胞膜稳定性的下降导致了PSII对盐胁迫耐受性的降低,使实际光化学效率降低,过剩光能大量积累,引起光抑制。光抑制又会产生过多的活性氧,最终产生氧化胁迫。然而,恢复条件下不饱和脂肪酸含量的升高可能有利于缓解盐胁迫对花生幼苗的光抑制。2.盐胁迫及恢复处理条件下转录组测序结果分析及验证对三叶一心阶段的花生幼苗进行营养液处理4天(CK),盐处理四天(S4),恢复3天(R3,盐处理四天后复水3天处理)处理后取材提RNA并选取质量合格的RNA进行转录组测序。通过对测序结果进行分析统计共获得总reads数135,144,930。通过整理,组装去除低质量的reads,最终获得的clean reads数为131,459,048。这些clean reads的Q20(1%的错误率)达到80.02%。说明这些测序结果是合格的。通过对获得的clean reads进行差异性分析,最终结果表明,在CK-VS-S4(以下简称盐处理)有1742个基因差异表达。其中,有898个基因上调,844个基因下调。而在S4-VS-R3(以下简称恢复处理)处理组,有390个基因差异表达。其中323个基因上调,67个基因下调。在这些差异基因中我们选取了12个差异表达基因进行荧光定量PCR验证,验证结果表明我们的转录组数据是可靠的,说明转录组测序的数据可以用来进行深入分析。通过对差异基因进行GO及KEGG分析,我们筛选到两个与不饱和脂肪酸合成相关的关键基因(CL8534.Conting6,CL8534.Conting7),这两个基因都编码ω-3脂肪酸去饱合酶,在盐处理条件下这两个关键基因下调表达,而在恢复处理条件下上调表达。因此,我们初步推测在恢复处理条件下花生叶片中不饱和脂肪酸含量的升高可能与这些关键基因的上调有关。关键基因的上调,引起了不饱和脂肪酸含量的改变,使细胞膜的稳定性有所增加,细胞膜稳定性的增加对盐胁迫引起的光抑制起到了一定的缓解作用。3.ω-3脂肪酸去饱和酶关键基因的初步克隆参考转录组测序得到的ω-3脂肪酸去饱和酶基因序列设计引物,通过PCR扩增基因的全长序列。最终克隆出基因长度为1199 bp(总长2227)的中间序列。通过NCBI数据库比对发现该序列与花生ω-3脂肪酸去饱和酶基因序列的相似度为100%,说明该基因片段确实是ω-3脂肪酸去饱和酶基因的中间片段。通过对已克隆出的中间片段进行不同时间不同浓度盐处理的基因表达验证,发现随着处理时间的增长及盐浓度的升高,该基因片段的表达量都有所下降。但是在恢复条件下,该基因的表达有所升高。此外,我们还对ω-3脂肪酸去饱和酶活性进行测定,发现该酶的活性也是在盐胁迫下降低,在恢复条件下略有升高。这些验证结果表明,盐胁迫下该基因的下调引起不饱和脂肪酸含量的降低,在恢复条件下该基因的上调又使不饱和脂肪酸含量增加。
[Abstract]:The physiological characteristics of peanut seedlings under salt stress and recovery were studied in this paper. and the key genes related to the change of the membrane lipid component are found by analyzing the sequencing result, and the specific results are as follows: 1. The effects of salt stress and recovery on the physiological indexes of peanut seedlings were studied. In order to observe the effects of salt stress and water treatment on the physiological indexes of peanut seedlings, the physiological indexes (fluorescence parameters and membrane lipids) of the peanut seedlings treated with 250 mM NaCl for 4 days (S4) and 3 days (R3) of complex water were carried out. the determination of active oxygen and antioxidant enzymes, etc.). The results showed that the growth of peanut seedlings was significantly inhibited at 250 mM NaCl treatment. The content of unsaturated fatty acid, unsaturation (DBI), Fv/ Fm, antioxidant enzyme activity and PS鈪，

本文编号：2385050