粗山羊草缺锌响应转录组分析及AeZIP2基因的功能鉴定
发布时间：2021-04-09 07:52
锌是植物体内最重要的微量金属元素之一,含锌蛋白占蛋白种类的十分之一,广泛参与各类酶的功能。缺锌会抑制植物的生长发育,影响植物的抗逆性、产量和品质,是限制农作物生产的重要原因之一。粗山羊草是小麦D基因组的遗传基础,本研究利用水培缺锌筛选获得的低锌耐受能力差异显著的粗山羊草为材料,借助转录组学高通量测序,分析其响应锌胁迫的分子机制,对其中的ZIP基因家族成员进行了系统的生物信息学分析,从差异基因表达谱中筛选并克隆了一个AeZIP2基因,对序列特征、表达特性和生物学功能进行了系统分析。主要研究结果如下:为鉴定粗山羊草对缺锌胁迫的耐受性,建立了叶片表型和地上部锌效率相结合的水培筛选体系。在缺锌培养三周后叶片坏死斑出现越早,低锌培养6周后锌效率越高,材料对缺锌胁迫的耐受能力越强。粗山羊草SQ523表现出比Y199更强的缺锌胁迫耐受能力,在胁迫条件下具有更强生理和代谢稳定性,根系对锌离子的吸收和向地上转运能力更强。对粗山羊草SQ523响应缺锌（0μM）、低锌（0.05μM）和正常供锌（5μM）不同供锌水平的转录组分析表明,锌胁迫产生的DEGs数随胁迫强度增大而增加,根系转录组对缺锌胁迫强度的变化比...
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
粗山羊草缺锌耐性鉴定（A）缺锌培养三周的粗山羊草幼苗；（B）不同锌浓度下培养六周的粗山羊草植株；（C）缺锌培养6周的粗山
粗山羊草缺锌响应转录组分析及 AeZIP2 基因的功能鉴定之间的锌胁迫耐性的差异。23 和 Y199 在三种锌营养水平下水培 6 周后叶片和根系的含锌量测定水平的提高，无论根系还是叶片中锌含量都随之升高。正常供锌条件度略低于 SQ523，但叶片中锌浓度显著高于 SQ523，说明锌供应充根系吸收和存贮锌的能力与SQ523接近，但向叶中分配和存贮锌的能应条件下，植株中锌主要来源于种子的存储，可以看出在两种粗山羊量差异不显著。但在低锌供应条件下，Y199 根系和叶片中锌含量与比略有升高，但 SQ523 植株叶和根中锌含量均显著高于缺锌供应条和 2 倍，同时也显著高于 Y199，尤其是在叶片中差异更为明显，说平下锌元素的吸收、转运和存储能力更强（图 3-2）。
29图 3-3 不同锌浓度下培养两周粗山羊草生理指标测定（A）根和叶总蛋白测定；（B）根和叶脯氨酸含量的测定；（C）根和叶总 SOD 活性测定。Fig. 3-3 The physiological indicators of Aegilops taushii cultured for 2 weeks with different contration of zinc(A) Determination of protein in root and shoot. (B) Determination of proline content in root and shoot. (C)Determination of T-SOD in root and shoot.3.2 粗山羊草缺锌响应的转录组分析3.2.1 SQ523 响应缺锌胁迫差异表达基因（DEGs）的筛选粗山羊草 SQ523 在缺锌（0μM）、低锌（0.05μM）和正常供锌（5μM）不同供锌水平下水培 2 周后进行转录组分析，高通量测序结果的基因注释表明，在根和叶中分别检测到 22545 个和 18904 个基因表达（图 3-4）。在根中，分别有 94.7%和 94.8%的基因在
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国小麦产业发展与科技进步[J]. 何中虎,庄巧生,程顺和,于振文,赵振东,刘旭. 农学学报. 2018(01)
[2]水稻锌铁转运蛋白ZIP基因家族研究进展[J]. 孟璐,孙亮,谭龙涛. 遗传. 2018(01)
[3]植物锌指蛋白的功能研究进展[J]. 王伟英,李海明,戴艺民,林江波. 中国园艺文摘. 2016(07)
[4]植物锌铁转运蛋白ZIP家族的生物信息学分析[J]. 傅明辉,陈肖丽. 广东农业科学. 2015(01)
[5]阳离子扩散促进子（CDF）家族蛋白的研究进展[J]. 姜巨全,洪闪,徐桐,张爽,张诚. 黑龙江大学自然科学学报. 2014(04)
[6]植物中锌转运蛋白的研究进展[J]. 张丽婷,王志强,马兴立,彭凌馨,郭瑞盼,王俊哲,刘康,林同保. 贵州农业科学. 2014(08)
[7]水稻P1B型ATPase重金属转运蛋白的结构与功能研究进展[J]. 钟茜,李韶山. 宁夏师范学院学报. 2013(06)
[8]植物锌铁转运蛋白ZIP基因家族的研究进展[J]. 蒲琦,李素贞,李盼. 生物技术通报. 2012(10)
[9]植物CCCH型锌指蛋白研究进展[J]. 郗冬梅,朱东方. 山东农业科学. 2012(05)
[10]植物体内活性氧（ROS）的产生及其作用研究进展[J]. 郭玉双,李祥羽,任学良. 黑龙江农业科学. 2011(08)
博士论文
[1]两个水稻金属离子转运体基因和两个水稻锌指蛋白基因的克隆与功能研究[D]. 杨霞.南京农业大学 2007
硕士论文
[1]玉米乙二醛酶系统的基因组学分析及ZmGLYI-8基因的功能鉴定[D]. 董伟.山东农业大学 2016
[2]锌胁迫对小麦种子萌发及幼苗生理生化特性的影响[D]. 李小宁.西北师范大学 2013
[3]锌在水稻体内运输、分配及积累的生理机制及基因型差异[D]. 万吉丽.浙江大学 2010
本文编号：3127239
【文章来源】：山东农业大学山东省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
粗山羊草缺锌耐性鉴定（A）缺锌培养三周的粗山羊草幼苗；（B）不同锌浓度下培养六周的粗山羊草植株；（C）缺锌培养6周的粗山
粗山羊草缺锌响应转录组分析及 AeZIP2 基因的功能鉴定之间的锌胁迫耐性的差异。23 和 Y199 在三种锌营养水平下水培 6 周后叶片和根系的含锌量测定水平的提高，无论根系还是叶片中锌含量都随之升高。正常供锌条件度略低于 SQ523，但叶片中锌浓度显著高于 SQ523，说明锌供应充根系吸收和存贮锌的能力与SQ523接近，但向叶中分配和存贮锌的能应条件下，植株中锌主要来源于种子的存储，可以看出在两种粗山羊量差异不显著。但在低锌供应条件下，Y199 根系和叶片中锌含量与比略有升高，但 SQ523 植株叶和根中锌含量均显著高于缺锌供应条和 2 倍，同时也显著高于 Y199，尤其是在叶片中差异更为明显，说平下锌元素的吸收、转运和存储能力更强（图 3-2）。
29图 3-3 不同锌浓度下培养两周粗山羊草生理指标测定（A）根和叶总蛋白测定；（B）根和叶脯氨酸含量的测定；（C）根和叶总 SOD 活性测定。Fig. 3-3 The physiological indicators of Aegilops taushii cultured for 2 weeks with different contration of zinc(A) Determination of protein in root and shoot. (B) Determination of proline content in root and shoot. (C)Determination of T-SOD in root and shoot.3.2 粗山羊草缺锌响应的转录组分析3.2.1 SQ523 响应缺锌胁迫差异表达基因（DEGs）的筛选粗山羊草 SQ523 在缺锌（0μM）、低锌（0.05μM）和正常供锌（5μM）不同供锌水平下水培 2 周后进行转录组分析，高通量测序结果的基因注释表明，在根和叶中分别检测到 22545 个和 18904 个基因表达（图 3-4）。在根中，分别有 94.7%和 94.8%的基因在
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国小麦产业发展与科技进步[J]. 何中虎,庄巧生,程顺和,于振文,赵振东,刘旭. 农学学报. 2018(01)
[2]水稻锌铁转运蛋白ZIP基因家族研究进展[J]. 孟璐,孙亮,谭龙涛. 遗传. 2018(01)
[3]植物锌指蛋白的功能研究进展[J]. 王伟英,李海明,戴艺民,林江波. 中国园艺文摘. 2016(07)
[4]植物锌铁转运蛋白ZIP家族的生物信息学分析[J]. 傅明辉,陈肖丽. 广东农业科学. 2015(01)
[5]阳离子扩散促进子（CDF）家族蛋白的研究进展[J]. 姜巨全,洪闪,徐桐,张爽,张诚. 黑龙江大学自然科学学报. 2014(04)
[6]植物中锌转运蛋白的研究进展[J]. 张丽婷,王志强,马兴立,彭凌馨,郭瑞盼,王俊哲,刘康,林同保. 贵州农业科学. 2014(08)
[7]水稻P1B型ATPase重金属转运蛋白的结构与功能研究进展[J]. 钟茜,李韶山. 宁夏师范学院学报. 2013(06)
[8]植物锌铁转运蛋白ZIP基因家族的研究进展[J]. 蒲琦,李素贞,李盼. 生物技术通报. 2012(10)
[9]植物CCCH型锌指蛋白研究进展[J]. 郗冬梅,朱东方. 山东农业科学. 2012(05)
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博士论文
[1]两个水稻金属离子转运体基因和两个水稻锌指蛋白基因的克隆与功能研究[D]. 杨霞.南京农业大学 2007
硕士论文
[1]玉米乙二醛酶系统的基因组学分析及ZmGLYI-8基因的功能鉴定[D]. 董伟.山东农业大学 2016
[2]锌胁迫对小麦种子萌发及幼苗生理生化特性的影响[D]. 李小宁.西北师范大学 2013
[3]锌在水稻体内运输、分配及积累的生理机制及基因型差异[D]. 万吉丽.浙江大学 2010
本文编号：3127239
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