干旱和PEG胁迫下小麦幼苗对褪黑素处理的生理响应及其蛋白质组学分析

发布时间：2021-04-22 19:48

　　干旱严重影响的小麦的生长发育和产量,研究抗旱机理是小麦种质资源创制和新品种培育的重要基础之一。褪黑素是一种在植物中广泛存在的具有高度保守性的多功能小分子,近年来研究发现在植物非生物逆境胁迫中发挥着重要作用,但其在小麦中的生理功能还少有报道,对小麦抗旱性的影响尚不明确。为了明晰褪黑素在小麦水分胁迫中的作用机理,本研究在对来自我国黄淮和北方麦区的116份小麦种质进行抗旱鉴定的基础上,利用同重元素标记的定量蛋白质组学（iTRAQ）技术并结合生理生化和细胞学研究方法分析了土壤干旱和PEG胁迫下褪黑素处理小麦的生理生化响应和蛋白质组学差异,探讨了两种胁迫下褪黑素对小麦苗期抗旱性的影响,构建了小麦响应水分胁迫和褪黑素处理的蛋白质网络,以期为小麦抗旱机理研究和抗旱育种提供借鉴。论文研究取得的主要结论如下:1.筛选确定出了10份抗旱种质、3份耐生理脱水种质和1份褪黑素敏感种质通过对116份小麦种质资源材料在陕西关中地区杨凌和渭北旱塬永寿县进行两年的田间抗旱性鉴定,兰考矮早8号、177、98-10-30、PB1070、普冰945、渭科2号、小偃92、新9408、XNCW3和XNCW4表现出良好的抗旱能力... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：156 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩写表
第一章 文献综述
    1.1 小麦抗旱鉴定研究进展
        1.1.1 小麦抗旱性形成的形态学基础
        1.1.2 小麦抗旱性形成的生理及分子生物学基础
        1.1.3 小麦抗旱性鉴定方法
        1.1.4 小麦抗旱性鉴定指标
    1.2 褪黑素在植物逆境胁迫中的生理功能研究进展
        1.2.1 褪黑素的理化性质和测量方法
        1.2.2 褪黑素在植物体内的产生
        1.2.3 褪黑素在干旱胁迫中的作用
        1.2.4 褪黑素在盐胁迫中的作用
        1.2.5 褪黑素在高温和冻害胁迫中的作用
        1.2.6 褪黑素在其它非生物胁迫中的作用
        1.2.7 内源褪黑素含量与逆境胁迫的关系
    1.3 植物蛋白质组学分析技术研究进展
    1.4 研究目的、意义和技术路线
        1.4.1 研究的目的和意义
        1.4.2 技术路线
第二章 小麦抗旱种质筛选与鉴定指标评价
    2.1 材料与方法
        2.1.1 小麦全生育期抗旱性鉴定
        2.1.2 小麦苗期抗旱性鉴定
        2.1.3 褪黑素敏感型材料筛选
        2.1.4 数据统计与分析
    2.2 结果与分析
        2.2.1 小麦全生育期抗旱性鉴定与筛选指标评价
        2.2.2 小麦苗期抗旱性鉴定与种质特征评价
        2.2.3 褪黑素敏感型材料筛选与评价
    2.3 讨论
    2.4 结论
第三章 土壤干旱胁迫下外源褪黑素对小麦苗期生长的影响
    3.1 材料与方法
        3.1.1 材料和盆栽条件
        3.1.2 处理方法
        3.1.3 光合气体交换参数和叶绿素荧光参数测定
        3.1.4 水分含量和总抗氧化能力测定
        3.1.5 质膜透性和ROS含量测定
        3.1.6 抗氧化酶活性测定
        3.1.7 谷胱甘肽和抗坏血酸含量测定
        3.1.8 可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量测定
        3.1.9 小麦叶片中的内源褪黑素含量测定
        3.1.10 蛋白质提取和iTRAQ蛋白质定量
        3.1.11 叶片微观结构与超微结构观察
        3.1.12 qRT-PCR验证关键基因的表达
        3.1.13 数据分析
    3.2 结果与分析
        3.2.1 不同浓度的MT对干旱条件下小麦幼苗生长的影响
        3.2.2 褪黑素对叶片光合作用的影响
        3.2.3 褪黑素对渗透调节物质的影响
        3.2.4 外源褪黑素对质膜透性、活性氧含量和内源MT含量的影响
        3.2.5 褪黑素对谷胱甘肽-抗坏血酸代谢的影响
        3.2.6 褪黑素对叶片结构和叶绿体超微结构的影响
        3.2.7 褪黑素对小麦叶片中蛋白质表达的影响
    3.3 讨论
    3.4 结论
第四章 PEG胁迫下外源褪黑素对小麦苗期生长的影响
    4.1 材料与方法
        4.1.1 小麦萌发试验
        4.1.2 小麦苗期试验和处理
        4.1.3 小麦根系生长测定和观察
        4.1.4 光合气体交换参数和叶绿素荧光参数测定
        4.1.5 水分含量和总抗氧化能力测定
        4.1.6 质膜透性和ROS含量测定
        4.1.7 抗氧化酶活性测定
        4.1.8 谷胱甘肽和抗坏血酸含量测定
        4.1.9 可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量测定
        4.1.10 小麦叶片中内源褪黑素含量测定
        4.1.11 蛋白质提取和iTRAQ蛋白质定量
        4.1.12 qRT-PCR验证关键基因的表达
        4.1.13 数据分析
    4.2 结果与分析
        4.2.1 褪黑素对PEG胁迫下小麦萌发和幼苗生长的影响
        4.2.2 褪黑素对小麦根系生长的影响
        4.2.3 褪黑素对叶片光合作用的影响
        4.2.4 褪黑素对渗透调节物质的影响
        4.2.5 外源褪黑素对质膜透性、活性氧含量和内源MT含量的影响
        4.2.6 褪黑素对谷胱甘肽-抗坏血酸代谢的影响
        4.2.7 褪黑素对小麦叶片中蛋白质表达的影响
    4.3 讨论
    4.4 结论
第五章 干旱和PEG胁迫下褪黑素诱导的差异蛋白比较和关键代谢通路分析
    5.1 数据来源与分析方法
        5.1.1 数据来源
        5.1.2 数据分析与作图
    5.2 结果与分析
        5.2.1 蛋白质差异倍数和P值的选择
        5.2.2 蛋白质的表达差异概述
        5.2.3 褪黑素在干旱和PEG胁迫下共同诱导的差异蛋白的功能分析
        5.2.4 褪黑素在干旱和PEG胁迫下特异诱导的差异蛋白的KEGG分析
        5.2.5 干旱和PEG胁迫下褪黑素诱导的碳代谢
        5.2.6 干旱和PEG胁迫下褪黑素诱导的氨酸酸生物合成
        5.2.7 干旱和PEG胁迫下褪黑素诱导的抗氧化和GSH-AsA代谢
    5.3 讨论
    5.4 结论
第六章 干旱和PEG诱导的差异蛋白比较与关键代谢通路分析
    6.1 数据来源与方法
        6.1.1 数据来源
        6.1.2 基因表达分析
        6.1.3 数据分析与作图
    6.2 结果与分析
        6.2.1 蛋白质差异倍数和P值的选择
        6.2.2 蛋白质差异表达概述
        6.2.3 干旱和PEG胁迫共同诱导的差异蛋白的GO和KEGG分析
        6.2.4 干旱和PEG胁迫特异诱导的差异蛋白的GO富集分析
        6.2.5 干旱和PEG胁迫特异诱导的差异蛋白的KEGG富集分析
        6.2.6 干旱和PEG胁迫下的碳代谢
        6.2.7 干旱和PEG胁迫下氨基酸的生物合成、脯氨酸和多胺的代谢
        6.2.8 土壤干旱和PEG胁迫下的谷胱甘肽和抗坏血酸代谢
        6.2.9 土壤干旱和PEG胁迫下木质素、淀粉和蔗糖的生物合成
    6.3 讨论
    6.4 结论
参考文献
附录
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于质谱的植物蛋白质组学研究方法[J]. 秦爱,郑晓敏,王坤.  植物科学学报. 2018(03)
[2]小麦种质资源抗旱性鉴定评价[J]. 李龙,毛新国,王景一,昌小平,柳玉平,景蕊莲.  作物学报. 2018(07)
[3]甜菜碱提高植物抗逆性及促进生长发育研究进展[J]. 张天鹏,杨兴洪.  植物生理学报. 2017(11)
[4]山东省部分小麦材料的抗旱特性分析[J]. 丁晓雯,常乐,穆平.  干旱地区农业研究. 2017(05)
[5]The critical role of autophagy in plant responses to abiotic stresses[J]. Yu WANG,Jie ZHOU,Jingquan YU.  Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2017(01)
[6]小麦抗旱研究进展[J]. 赵燕昊,曹跃芬,孙威怡,戎均康.  植物生理学报. 2016(12)
[7]旗叶蜡质含量不同小麦近等基因系的抗旱性[J]. 徐文,申浩,郭军,余晓丛,李祥,杨彦会,马晓,赵世杰,宋健民.  作物学报. 2016(11)
[8]西南麦区小麦品种苗期抗旱性鉴定及其指标筛选[J]. 胡雯媚,王思宇,樊高琼,刘运军,郑文,王强生,马宏亮.  麦类作物学报. 2016(02)
[9]小麦抗旱性生理生化机制及QTL研究进展[J]. 张维军,袁汉民,陈东升,王小亮,亢玲,何进尚.  干旱地区农业研究. 2015(06)
[10]干旱胁迫下褪黑素对小麦幼苗生长、光合和抗氧化特性的影响[J]. 叶君,邓西平,王仕稳,殷俐娜,陈道钳,熊炳霖,王鑫月.  麦类作物学报. 2015(09)



本文编号：3154364