玉米根系耐旱的分子机制研究

发布时间：2020-11-07 13:21

　　 为了更深入研究干旱处理后玉米根系对干旱胁迫的应对机制,以抗旱玉米自交系287M和干旱敏感自交系753F为实验材料,研究在干旱胁迫下两个玉米自交系幼苗的生理特性;并对不同水平干旱处理后的玉米幼苗根系进行转录组测序,通过分析测序结果找出与干旱胁迫相关的调控通路及关键基因,具体结果如下:1.半定量实验确定干旱处理时间提取不同干旱时间处理的玉米叶片RNA,反转录成cDNA后,用18s rRNA基因作为内参,用干旱相关的转录因子(ABI4和CBF4)和功能基因(RD29B和RD22)进行半定量实验。干旱相关转录因子(ABI4和CBF4)在干旱处理24 h后上调表达,干旱相关功能基因(RD29B和RD22)在干旱处理24 h后表达量增加,在处理48 h时表达量明显升高,故最终确定的干旱处理时间为0 h,24 h,48 h和72 h。2.干旱处理后自交系的生理性状干旱处理后,玉米幼苗的含水量明显降低,耐旱自交系的根较长,而干旱敏感自交系的根长变化不大;干旱处理条件下,玉米幼苗体内的O_2~(-·)和H_2O_2的含量明显增加,但是与干旱敏感自交系753F相比,抗旱自交系287M中的O_2~(-·)和H_2O_2的含量增加较少。抗氧化酶SOD和APX活性的变化趋势与O_2~(-·)和H_2O_2含量的变化趋势相反。这些结果表明,在干旱胁迫下,玉米幼苗的生长受到影响,但是抗旱自交系287M表现出对干旱胁迫的抗性。3.干旱处理后转录组测序结果分析通过对干旱处理后的玉米根系转录组数据进行分析,发现次级代谢、ROS清除系统、脂肪酸代谢、激素代谢4个与干旱胁迫相关的代谢通路以及与干旱胁迫相关的转录因子。并对这些通路中的基因进行了综合分析,得到玉米植株在应对早期干旱胁迫时的初步调控网络:在进行干旱处理后,缺水引起植株内部ROS积累,ROS的积累使得细胞膜的稳定性遭受破坏,这就使抗旱自交系287M中不饱和脂肪酸合成相关基因的表达量增加、次级代谢物质的合成增加、ROS清除系统相关基因高表达、ABA、茉莉酸、水杨酸含量增加,同时引起乙烯合成相关基因的表达量降低,促使乙烯的合成降低,并且引起与次级代谢和根伸长生长相关的转录因子的上调表达来应对干旱胁迫,同时在干旱敏感自交系753F中与耐旱相关基因的表达量和数量上的差异都要少于抗旱自交系287M,这可能是抗旱自交系适应干旱胁迫的重要机制。
【学位单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S513
【部分图文】：

山东师范大学硕士学位论文85oC 5 sec4oC ∞5、将上述 PCR 产物放入-20oC 冰箱保存。2.2.4 半定量实验确定干旱处理时间点将上述 PCR 产物测定浓度，尽量使所有时间点的 cDNA 浓度保持一致，以此为模板，以内参引物为引物，进行 PCR 扩增，之后进行电泳，直至所有样品跑胶亮度一致后再以转录因子和基因的引物进行 PCR 扩增，以跑胶图亮度表示基因表达量：亮度强则为高表达，亮度弱为低表达，进而确定干旱处理时间。2.3 实验结果

图 3-1 干旱处理 24 h，48 h，72 h 后玉米幼苗的生长情况Fig. 3-1 Growth condition of maize seedlings under different treatment

图 3-1 干旱处理 24 h，48 h，72 h 后玉米幼苗的生长情况Fig. 3-1 Growth condition of maize seedlings under different treatment
【参考文献】

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本文编号：2874006