旱稻幼苗对无机砷胁迫的转录调控机制与生理响应

发布时间：2021-04-29 17:10

　　土壤砷污染是当前面临的突出环境问题之一,旱稻旱作条件下可有效降低土壤砷的生物有效性,进而降低籽粒中砷含量。研究旱稻在无机砷胁迫下的生理性状与基因表达模式变化,对控制稻作砷吸收具有重要的理论与实践意义。本研究采用营养液培养法,以籼型旱稻品种（DOURADOAGULHA）为供试材料,分析了三价砷（As（Ⅲ））和五价砷（As（Ⅴ））胁迫对旱稻生理变化的影响,并结合转录组测序技术鉴定了旱稻幼苗在无机砷处理后诱导差异表达的基因类型。主要研究结果如下:（1）转录组测序结果显示,在As（Ⅲ）和As（Ⅴ）胁迫12 h下,旱稻幼苗中分别有2983和1844个基因的表达水平发生变化,下调表达的基因数均明显高于上调表达的基因数;同时,As（Ⅲ）和As（Ⅴ）处理共同影响了旱稻幼苗中915个基因的表达。对差异表达的基因进行生物信息学分析显示,无机砷胁迫诱导旱稻幼苗中发生了复杂的基因调控网络途径的变化,主要包括转录调控、激素信号转导、氧化还原过程、脱毒过程及转运过程等。As（Ⅲ）处理使得大部分转录因子相关基因表达下调。As（Ⅴ）处理使得大部分激素信号过程相关基因表达上调。As（Ⅲ）、As（Ⅴ）胁迫使得与氧化还原及... 

【文章来源】：中国农业科学院北京市

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 农田砷污染与砷形态
        1.1.1 农田砷污染现状
        1.1.2 农田砷主要形态
    1.2 砷对植物的毒害
        1.2.1 砷对植物生长及光合作用的影响
        1.2.2 砷对植物造成细胞损伤
        1.2.3 砷对植物产生氧化胁迫
    1.3 水稻对无机砷的吸收与转运
        1.3.1 水稻对无机砷的吸收
        1.3.2 水稻对无机砷的转运及解毒机制
    1.4 旱稻的概述
        1.4.1 旱稻的生理特性
        1.4.2 砷污染农田种植旱稻意义
    1.5 转录组学技术及其在植物逆境胁迫中的应用
        1.5.1 转录组学技术概况
        1.5.2 转录组学技术在植物逆境胁迫中的应用
    1.6 研究目的及内容
        1.6.1 研究目的与意义
        1.6.2 研究内容
        1.6.3 技术路线
第二章 无机砷胁迫下旱稻幼苗转录组分析
    2.1 材料与方法
        2.1.1 实验设计
        2.1.2 总RNA提取
        2.1.3 转录组测序
        2.1.4 荧光定量表达分析
    2.2 结果与分析
        2.2.1 无机砷胁迫下转录组测序结果统计
        2.2.2 无机砷胁迫下转录组功能注释分析
        2.2.3 无机砷胁迫下转录调控相关基因分析
        2.2.4 无机砷胁迫下激素信号相关基因分析
        2.2.5 无机砷胁迫下氧化还原过程相关基因分析
        2.2.6 无机砷胁迫下通道及脱毒过程相关基因分析
    2.3 讨论
        2.3.1 转录调控过程
        2.3.2 激素信号过程
        2.3.3 氧化还原过程
        2.3.4 通道及脱毒过程
    2.4 小结
第三章 无机砷胁迫下差异表达基因时间动态分析
    3.1 材料与方法
        3.1.1 实验设计
        3.1.2 RNA提取
        3.1.3 qRT-PCR
    3.2 结果与分析
        3.2.1 转录因子相关差异表达基因时间动态分析
        3.2.2 激素信号过程相关差异表达基因时间动态分析
        3.2.3 氧化还原过程相关差异表达基因时间动态分析
        3.2.4 通道及脱毒过程相关差异表达基因时间动态分析
    3.3 讨论
    3.4 小结
第四章 无机砷胁迫对旱稻幼苗抗氧化酶及丙二醛含量的影响
    4.1 材料与方法
        4.1.1 实验设计
        4.1.2 生理指标测定方法
        4.1.3 数据处理与分析
    4.2 结果与分析
        4.2.1 不同时间处理下无机砷胁迫对旱稻幼苗CAT含量的影响
        4.2.2 不同时间处理下无机砷胁迫对旱稻幼苗POD含量的影响
        4.2.3 不同时间处理下无机砷胁迫对旱稻幼苗SOD含量的影响
        4.2.4 不同时间处理下无机砷胁迫对旱稻幼苗GR含量的影响
        4.2.5 不同时间处理下无机砷胁迫对旱稻幼苗MDA含量的影响
    4.3 讨论
    4.4 小结
第五章 结论
    5.1 全文结论
    5.2 创新之处
    5.3 研究展望
参考文献
致谢
作者简历
    个人概况
    教育背景
    论文发表
    参加会议


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3167852