马铃薯氮素高效利用生理响应及差异基因表达的研究

发布时间：2023-02-10 18:24

　　氮素是马铃薯生长发育过程中不可缺少的元素之一。但过量施用氮肥也引来一系列环境污染问题。所以选育种植氮高效品种以提高氮利用效率受到了极大的重视。筛选不同氮效率品种,了解不同品种间的氮效率、生理生化和分子机制方面的差异是氮高效栽培及氮高效育种的基础。本研究以27个马铃薯品种为试验材料,在筛选氮高效品种和氮低效品种的基础上,对氮高效的生理生化机制进行了研究,并利用高通量测序平台,从转录组水平分析不同氮素水平下的基因差异表达。主要研究结果如下:1、苗期筛选与田间验证相结合,筛选出氮高效品种有荷兰14号(HL14)、冀张薯12号(JZ12)、兴佳2号(XJ2);氮低效品种有早大白(ZDB)、尤佳70(YJ70)、克新4号(KX4)。相对茎叶干物质量、相对根干物质量、相对根冠比、相对茎叶氮积累量、相对根氮积累量可用于苗期马铃薯氮效率的筛选指标。2、以氮高效品种JZ12和氮低效品种YJ70为试验材料进一步研究,结果表明氮高效品种的根干重、根体积、总吸收面积、活跃吸收面积、深层根量分布在各施氮量下均显著高于氮低效品种,根系活力、根系硝酸还原酶活性、根系谷氨酰胺合成酶活性在低氮与不施氮处理下均显著高于氮...

【文章页数】：140 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
缩略语表
1 引言
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 氮在植物中的作用
        1.2.2 氮效率定义
        1.2.3 提高氮效率的途径
        1.2.4 氮效率的品种差异
        1.2.5 氮高效品种的筛选
        1.2.6 氮素吸收与利用
        1.2.7 离子组学研究概况
        1.2.8 转录组学研究概况
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
2 马铃薯氮效率品种差异及筛选
    2.1 材料与方法
        2.1.1 试验区概况
        2.1.2 试验材料
        2.1.3 试验设计
        2.1.4 采样与测定方法
        2.1.5 数据处理及分析方法
    2.2 结果与分析
        2.2.1 不同马铃薯品种苗期氮效率差异及其评价
        2.2.2 不同马铃薯品种的产量对氮肥的响应
    2.3 讨论
3 不同氮效率品种马铃薯干物质积累与氮素积累特性
    3.1 材料与方法
        3.1.1 试验区概况
        3.1.2 试验材料与设计
        3.1.3 测定项目与方法
        3.1.4 数据处理及分析方法
    3.2 结果与分析
        3.2.1 不同氮效率马铃薯品种产量对氮的响应
        3.2.2 不同氮效率马铃薯品种氮肥偏生产力、氮肥农学利用率对氮的响应
        3.2.3 不同氮效率马铃薯品种干物质积累量特性的变化
        3.2.4 不同氮效率马铃薯品种氮积累量的变化
    3.3 讨论
4 不同氮效率马铃薯品种根系特征的差异
    4.1 盆栽条件下不同氮效率马铃薯品种根系特征
        4.1.1 材料与方法
        4.1.2 结果与分析
    4.2 不同氮效率马铃薯品种根系时空分布
        4.2.1 材料与方法
        4.2.2 结果与分析
    4.3 讨论
5 不同氮效率马铃薯品种光合特性及氮代谢相关酶的变化
    5.1 材料与方法
        5.1.1 试验区概况
        5.1.2 试验材料与设计
        5.1.3 测定指标与方法
        5.1.4 数据处理与分析
    5.2 结果与分析
        5.2.1 不同氮效率马铃薯品种光合色素含量的变化
        5.2.2 不同氮效率马铃薯品种叶片光合特性的变化
        5.2.3 不同氮效率马铃薯品种叶片氮代谢相关酶的变化
        5.2.4 光合特性与产量的关系
        5.2.5 氮代谢酶活性与产量的关系
    5.3 讨论
        5.3.1 不同氮效率马铃薯品种光合特性的差异
        5.3.2 不同氮效率马铃薯品种氮代谢相关酶的差异
6 不同氮效率马铃薯品种离子含量的差异
    6.1 材料与方法
        6.1.1 试验区概况
        6.1.2 试验材料与设计
        6.1.3 测定项目与方法
        6.1.4 数据处理及分析方法
    6.2 结果与分析
        6.2.1 不同氮效率马铃薯品种干物质量
        6.2.2 不同氮效率马铃薯品种叶片中各营养元素含量
        6.2.3 不同氮效率马铃薯品种茎秆中各营养元素含量
        6.2.4 不同氮效率马铃薯品种块茎中各营养元素含量
        6.2.5 不同氮效率马铃薯品种各营养元素的单株积累量
    6.3 讨论
7 马铃薯响应不同氮浓度的比较转录组学分析
    7.1 材料与方法
        7.1.1 试验材料
        7.1.2 试验设计
        7.1.3 RNA提取及质检
        7.1.4 测序文库构建及测序
        7.1.5 测序数据分析及处理
        7.1.6 差异基因分析及qRT-PCR验证
        7.1.7 差异表达基因的功能注释与分析
    7.2 结果与分析
        7.2.1 测序样品RNA的质量检测
        7.2.2 原始序列数据及质量控制
        7.2.3 RNA-Seq数据的基本统计
        7.2.4 基因表达水平分析
        7.2.5 qRT-PCR验证
        7.2.6 差异表达基因分析
        7.2.7 差异表达基因GO功能分析
        7.2.8 差异表达基因KEGG富集分析
    7.3 讨论
8 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 创新点
    8.3 展望
致谢
参考文献
附录
作者简介



本文编号：3739683