苗期玉米叶片响应非生物胁迫的转录组分析

发布时间：2021-04-06 12:13

　　玉米（Zea mays L.）不仅是我国第一大粮食作物,而且是重要的饲料、果蔬和能源作物,在国民经济中发挥着重要的作用。非生物胁迫是影响玉米产量的主要限制因素,盐、干旱、低温和高温等非生物胁迫的发生严重影响了玉米的生长与发育。苗期是玉米受非生物胁迫影响最严重的时期,因而筛选出受非生物胁迫影响而差异表达的基因,将对进一步阐明这些基因的分子生物学机理,挖掘优异等位变异开展玉米抗逆的分子设计育种具有重要的意义。本研究对苗期（三叶期）玉米自交系B73分别进行了高盐、干旱、高温和低温逆境处理,并基于高通量转录组测序（RNA-Seq）技术测定了在不同非生物胁迫条件下的基因表达量,筛选了在不同逆境条件下的差异表达基因,并进一步基于生物信息学方法对差异表达基因进行了功能注释,阐释了其参与的调控通路。主要研究结果包括:（1）与对照相比,在高盐、干旱、高温和低温逆境下分别发现了 1661、2019、2346和1481个差异表达基因;（2）这5330个差异表达基因显著富集于51个基因本体,其中富集差异表达基因大于500的基因本体有4个,分别是代谢过程、催化活性、生物调控和转移酶活性;（3）基于对差异基因进行... 

【文章来源】：扬州大学江苏省

【文章页数】：49 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１转录组测序流程??２．３．２．１?ＲＮＡ－Ｓｅｑ文库的构建??

扬州大学硕士学位论文?２??同处理的两个生物学重复间存在较好的相关性（图３－１）；进一步将〗０个样品的表达量数??据进行聚类分析发现，相同处理下的两个生物学重复也呈现较高的相关性（图３－２）。不??同的处理比较结果发现，干旱和盐逆境相关程度较高，暗示玉米响应干旱和盐逆境可能存??在相似的响应机制；而高温处理后，基因表达与其他处理变化较大，表明玉米对高温逆境??的响应机制与对其他逆境的响应机制存在较大的差异。??以专一?ｒｅａｄｓ数大于５作为基因是否表达的标准，对不同处理下表达的基因进行筛选，??发现对照条件下共有２３．８６５个基因表达（图３－３），而盐逆境、干旱逆境、高温逆境和低??温逆境下分别有２４，２０８、２３，９８３、２２，９９２和２２，７９４个基因表达，其中仅有４６４、４７４、５２２、??５０３和２６０个基因特异的在对照、盐逆境、干旱逆境、高温逆境和低温逆境处理条件下表??达。??为了验证ＲＮＡ－Ｓｅｑ测序所得基因表达水平的可靠性，在所有的差异表达基因中随机选??取了其中８个差异表达基因做ｑＲＴ－ＰＣＲ分析。ｑＲＴ－ＰＣＲ分析结果（基因的相对表达量）??与ＲＮＡ－Ｓｅｑ测序结果（ＦＰＫＭ值）具有极高的相关性（Ｒ＆０．８７４７

Ｈｅａｔ－２???Ｈｅａｔ－１??图３－２?１０个样品基因表达量聚类分析??注：Ｃｏｎｔｒｏｌ、Ｓａｌｉｎｉｔｙ、Ｄｒｏｕｇｈｔ、Ｈｅａｔ和Ｃｏｌｄ分别表不对照、盐、干旱、高溫和低温处理。??Ｃｏｎｔｒｏｌ??／?＼?（２３，８６５）??Ｉ?４６４??／?＿＿Ｊｆ！！＾２４，２０８，??Ｃｏｌｄ?＾????（２２．７＾?＾??ＬｉＶｈ???（２２，９９２）??图３－３不同逆境条件下转录基因表达数目??注：Ｃｏｎｔｒｏｌ、Ｓａｌｉｎｉｔｙ、Ｄｒｏｕｇｈｔ、Ｈｅａｔ和Ｃｏｌｄ分别表不对照、盐、千旱、高温和低温处理。??

【参考文献】：
期刊论文
[1]植物转录因子与作物抗逆胁迫关系的研究进展[J]. 李红霞,汪妤,张战凤,彭惠茹,倪中福.  麦类作物学报. 2013(03)
[2]ERFs转录因子及其在植物胁迫应答中的作用[J]. 卢丞文,潘晓琪,朱本忠.  生物技术通报. 2012(03)
[3]DNA测序技术发展及其展望[J]. 孙海汐,王秀杰.  科研信息化技术与应用. 2009(03)
[4]MYB转录因子在植物抗逆胁迫中的作用及其分子机理[J]. 刘蕾,杜海,唐晓凤,吴燕民,黄玉碧,唐益雄.  遗传. 2008(10)



本文编号：3121412