玉米对旱热双重胁迫的代谢响应研究

发布时间：2022-01-09 05:44

　　高温、干旱等非生物胁迫严重影响作物的生长发育,是导致全球作物减产的重要因素。在胁迫下植物会通过调整其代谢路径来建成新的代谢稳态,以更好地适应其生长发育,并保证正常的生理活动。寻找高温和干旱胁迫间可能的代谢交谈机制,对于阐明植物响应高温干旱双重胁迫的逆境机理及为未来抗多逆境植物品种的选育过程中提供可能的靶标具有重要意义。本文以玉米为材料,基于1H-NMR代谢组学技术平台,研究了单一高温、干旱胁迫和高温干旱双重胁迫下玉米叶片内代谢物的响应及动态变化特征,并对其生物量、生理特性及反射光谱特性的变化规律进行了分析。研究结果表明,在单一高温、干旱胁迫及高温干旱双重胁迫下玉米叶片内的极性和非极性代谢物轮廓基本上均能与对照分开,且响应明显的差异代谢物包括葡萄糖、果糖、蔗糖、天冬酰胺、胆碱、脂肪酸和脂肪醇。单因素方差分析表明,高温干旱双重胁迫与两种单一胁迫下发生明显响应的代谢物存在交叠和特异性。玉米对单一高温、干旱胁迫和高温干旱双重胁迫的生理响应也存在广泛的共同之处和特异性。基于糖代谢、氨基酸代谢、脂质代谢3个代谢路径及生理功能方面的分析表明高温干旱双重胁迫是一种不同于单一高温和干旱胁迫的新的胁迫类型... 

【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 植物对非生物胁迫响应的研究现状
        1.1.1 植物对高温胁迫响应的研究现状
        1.1.2 植物对干旱胁迫响应的研究现状
    1.2 代谢组学在植物对非生物胁迫响应研究中的进展
        1.2.1 植物代谢组学研究的技术步骤
        1.2.2 代谢组学在植物对高温干旱胁迫响应研究中的进展
    1.3 本研究的目的和意义
第2章 高温干旱胁迫对玉米生长及生理指标的影响
    2.1 材料和方法
        2.1.1 植物材料及种植
        2.1.2 胁迫处理
        2.1.3 测试指标及方法
        2.1.4 数据处理与统计分析
    2.2 结果分析与讨论
        2.2.1 高温干旱胁迫对玉米生物量的影响
        2.2.2 高温干旱胁迫对玉米生理指标的影响
    2.3 小结
第3章 高温干旱胁迫对玉米营养元素含量的影响
    3.1 材料和方法
        3.1.1 植物材料种植与胁迫处理
        3.1.2 营养元素含量测定前的预处理
        3.1.3 全碳、全氮、全硫含量的测定
        3.1.4 全磷含量的测定
        3.1.5 数据处理与统计分析
    3.2 结果分析与讨论
        3.2.1 高温干旱胁迫对玉米植株全碳和全氮含量的影响
        3.2.2 高温干旱胁迫对玉米植株全磷和全硫含量的影响
    3.3 小结
第4章 高温干旱胁迫对玉米代谢的影响
    4.1 材料和方法
        4.1.1 植物材料种植与胁迫处理
        4.1.2 植物样品中代谢物提取
        4.1.3 植物样品中代谢物NMR检测
        4.1.4 数据处理与统计分析
    4.2 结果分析与讨论
        4.2.1 代谢物的指认
        4.2.2 ~1H-NMR数据的多元统计分析
        4.2.3 代谢物单因素方差分析
        4.2.4 热图及聚类分析
        4.2.5 玉米对高温干旱胁迫响应的代谢机理研究
    4.3 小结
第5章 玉米对高温干旱胁迫的动态响应
    5.1 玉米中代谢物对高温干旱胁迫的动态响应
        5.1.1 植物材料种植与胁迫处理
        5.1.2 植物样品中代谢物提取、NMR检测及数据处理与统计分析
        5.1.3 代谢物~1H-NMR主成分分析(PCA)
        5.1.4 热图及聚类分析
    5.2 玉米反射光谱对高温干旱胁迫的动态响应
        5.2.1 植物材料种植与胁迫处理
        5.2.2 反射光谱数据采集
        5.2.3 反射光谱指数计算
        5.2.4 数据处理与统计分析
        5.2.5 高温干旱胁迫下玉米反射光谱特征
    5.3 小结
第6章 结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]干热胁迫下六种景天植物的形态特征及生理响应[J]. 张文娟,李连国,郭金丽,孙潜,单峥.  北方园艺. 2012(17)
[2]代谢组学在植物研究中的应用[J]. 顾渝娟,吴振先.  广东农业科学. 2012(04)
[3]代谢组学研究技术及其应用[J]. 赵维薇,许文涛,王龑,彭晓丽,黄昆仑.  生物技术通报. 2011(12)
[4]代谢组学及其分析技术[J]. 王斯婷,李晓娜,王皎,凌笑梅.  药物分析杂志. 2010(09)
[5]大豆抗旱性研究进展[J]. 梁建秋,张明荣,吴海英.  大豆科学. 2010(02)
[6]提高玉米抗旱能力的几项措施[J]. 胡晓智.  现代农业. 2009(04)
[7]土壤干旱胁迫对Larrea tridentata叶片矿质营养元素含量的影响[J]. 张香凝,崔令军,王保平,孟伟,孙向阳,乔杰.  生态环境. 2008(06)
[8]高分辨魔角旋转核磁共振和主成分分析研究人类低级星形细胞瘤和脑膜瘤的代谢组特征(英文)[J]. 陈文学,楼海燕,张红萍,聂秀,向云,杨永霞,吴光耀,漆剑频,岳勇,雷皓,唐惠儒,邓风.  生物化学与生物物理进展. 2008(10)
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本文编号：3578080