马尾松抗旱种质应答干旱胁迫的分子机制

发布时间：2022-12-10 10:23

　　干旱是影响植物生长发育最为深远广泛的非生物胁迫因子,通常会引起植物机体缺水,细胞脱水质壁分离,细胞膜、酶系统损坏,细胞功能丧失、代谢紊乱,最终改变植物的生长发育方向,并显著降低生产量。其对植物造成的生长减缓和生物量降低,远远高于盐渍、高温等其他非生物胁迫因子。马尾松是我国南方最主要的造林先锋树种,常遭受南方季节性干旱的影响从而引起林木减产。目前马尾松的耐旱性研究较多,多数集中在形态、生理、生长量等方面;众多基因参与了植物的干旱应答,但关于马尾松抗旱基因的研究报道很少,马尾松响应干旱的分子机制也尚不明晰。从分子水平上发掘马尾松抗早基因、揭示其抗旱调控机制,成为马尾松当前研究工作中所亟待解决的难题,这对于加快马尾松抗旱种质分子选育进程,进一步提高干旱条件下马尾松的生长量等具有重大意义。为此,本研究以3个马尾松优良家系为供试材料,利用ISSR分子标记筛选出各自遗传背景一致的幼苗;观察干旱胁迫下3个优良家系的生长及生理变化的差异,并利用模糊隶属函数、灰色关联法进行抗旱性评价,筛选出高抗旱家系;利用高通量测序技术对马尾松抗旱家系进行转录本文库构建,获得海量转录本信息;通过干旱处理与正常对照的基因... 

【文章页数】：164 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 植物应答干旱胁迫的适应机制
        1.1.1 形态及生长响应
        1.1.2 生理响应
        1.1.3 转录水平响应
    1.2 高通量测序技术
    1.3 马尾松抗旱及分子研究进展
    1.4 立题依据及研究内容
        1.4.1 立题依据
        1.4.2 研究目的及意义
        1.4.3 研究内容
        1.4.4 技术路线
第2章 基于issr标记的遗传结构分析及遗传背景一致性检测
    2.1 材料与方法
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 dna提取
        2.1.3 pcr扩增与检测
        2.1.4 数据分析
    2.2 结果与分析
        2.2.1 issr引物的扩增片段
        2.2.2 马尾松遗传多样性
        2.2.3 马尾松遗传分化
        2.2.4 马尾松遗传距离与地理距离关系
        2.2.5 遗传背景一致性检测
    2.3 讨论
        2.3.1 遗传多样性
        2.3.2 遗传结构
        2.3.3 遗传距离
        2.3.4 遗传背景一致性的意义
    2.4 小结
第3章 基于干旱胁迫生长及生理响应的抗旱种质筛选
    3.1 材料与方法
        3.1.1 试验材料
        3.1.2 试验设计
        3.1.3 指标测定
        3.1.4 数据分析
    3.2 结果与分析
        3.2.1 马尾松生长指标
        3.2.2 马尾松生理指标
        3.2.3 抗旱性综合评价
    3.3 讨论
        3.3.1 马尾松对干旱的响应机制及抗旱性评价
        3.3.2 马尾松抗旱性与遗传特性的关系
    3.4 小结
第4章 抗旱种质对干旱胁迫的生化响应
    4.1 材料与方法
        4.1.1 试验材料
        4.1.2 试验设计
        4.1.3 指标测定
        4.1.4 数据分析
    4.2 结果与分析
        4.2.1 形态变化
        4.2.2 光合作用影响
        4.2.3 生理指标变化
        4.2.4 内源激素变化
        4.2.5 干旱胁迫下各指标间的相关分析
        4.2.6 干旱胁迫苗木各项指标的主成分分析
    4.3 讨论
        4.3.1 马尾松对干旱胁迫生化响应的关键点
        4.3.2 光合特性响应
        4.3.3 生理生化响应
        4.3.4 内源激素响应
    4.4 小结
第5章 抗旱种质干旱胁迫转录组测序分析
    5.1 材料与方法
        5.1.1 试验材料
        5.1.2 实验方法
    5.2 结果与分析
        5.2.1 总rna质量检测
        5.2.2 转录组测序数据结果
        5.2.3 rna-seq拼接组装
        5.2.4 unigene功能注释及分类
        5.2.5 蛋白编码序列预测
        5.2.6 转录因子
        5.2.7 马尾松转录组ssr特性
    5.3 讨论
        5.3.1 unigene功能注释及分类
        5.3.2 ssr特性
    5.4 小结
第6章 抗旱种质干旱胁迫转录组差异表达分析
    6.1 材料与方法(详见5.1)
    6.2 转录组分析方法
        6.2.1 基因表达量计算
        6.2.2 基因差异表达分析
        6.2.3 差异基因维恩图
        6.2.4 差异表达模式分析
        6.2.5 go富集分析
        6.2.6 kegg富集分析
        6.2.7 qrt-pcr验证
    6.3 结果与分析
        6.3.1 差异表达基因
        6.3.2 差异基因表达模式
        6.3.3 差异基因表达谱
        6.3.4 差异表达基因的go富集分析
        6.3.5 差异表达基因参与的kegg代谢途径分析
        6.3.6 转录因子
        6.3.7 qrt-pcr验证
    6.4 讨论
        6.4.1 基因差异表达
        6.4.2 基因富集分析
        6.4.3 荧光定量pcr验证
    6.5 小结
第7章 马尾松抗旱种质应答干旱胁迫的分子机制
    7.1 重要代谢通路及干旱关键基因响应
        7.1.1 轻度干旱植物转录因子的应激反应
        7.1.2 轻度干旱植物昼夜节律的变化响应
        7.1.3 轻度干旱植物生长激素信号转导
        7.1.4 轻度干旱植物-病原互作的防御响应
        7.1.5 轻、中度干旱植物aba信号转导通路
        7.1.6 中、重度干旱植物过氧化清除保护机制
        7.1.7 整个干旱胁迫期植物渗透调节的抵御反应
        7.1.8 整个干旱胁迫期植物的光合响应
    7.2 马尾松应答干旱的分子机制
    7.3 结论、创新与展望
        7.3.1 结论
        7.3.2 创新
        7.3.3 展望
参考文献
附表
致谢
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]大麦近等基因系苗期根系形态及叶片渗透调节物质对PEG胁迫的响应[J]. 杜欢,马彤彤,郭帅,张颖,白志英,李存东.  中国农业科学. 2017(13)
[2]干旱胁迫对差巴嘎蒿苗期内源激素含量的影响[J]. 满达,宛涛,蔡萍,徐振朋,石文宏.  中国草地学报. 2017(03)
[3]干旱胁迫下马尾松幼苗针叶挥发性物质与内源激素的变化[J]. 全文选,丁贵杰.  林业科学. 2017(04)
[4]赤皮青冈幼苗叶片解剖结构对干旱胁迫的响应[J]. 吴丽君,李志辉,杨模华,王佩兰.  应用生态学报. 2015(12)
[5]不同种源马尾松ISSR遗传结构及影响因素分析[J]. 杜明凤,丁贵杰.  广西植物. 2016(09)
[6]氮素和水分添加对贝加尔针茅草原植物功能群地上生物量的影响[J]. 李文娇,王慧,赵建宁,皇甫超河,杨殿林.  中国草地学报. 2015(02)
[7]不同种源油蒿形态与生理特征对干旱胁迫的响应[J]. 王林龙,李清河,徐军,薛海霞,江泽平.  林业科学. 2015(02)
[8]水曲柳节律基因LHY启动子的克隆和功能分析[J]. 王璇,曾凡锁,詹亚光,何之龙.  植物生理学报. 2014(11)
[9]马尾松二代育种亲本遗传多样性分析[J]. 朱亚艳,何花,秦雪,赵杨,谢维斌.  中南林业科技大学学报. 2014(09)
[10]4种茶菊对干旱胁迫的形态和生理响应[J]. 任磊,赵夏陆,许靖,张宏毅,郭彦宏,郭福龙,张春来,吕晋慧.  生态学报. 2015(15)

博士论文
[1]马尾松抗旱相关基因的克隆及表达分析[D]. 蔡琼.贵州大学 2017
[2]马尾松抑制消减文库的构建及抗病性相关基因的克隆[D]. 王猛.中南林业科技大学 2010

硕士论文
[1]吉林天然红松林遗传多样性的ISSR分析[D]. 贾俊玲.辽宁师范大学 2011
[2]油松遗传多样性与空间遗传结构研究[D]. 郝真真.山西大学 2009



本文编号：3716580