干旱胁迫下棉花转录组分析

发布时间：2021-10-10 14:28

　　新疆是棉花的主产区,干旱缺水直接影响棉花的产量和品质。目前,对棉花抗旱的分子机理还不够明确,对抗旱相关的主效基因的了解还不全面,因此有必要深入研究棉花响应干旱的分子机理,寻找棉花抗旱的关键基因。通过转录组测序在整体水平上分析棉花在干旱胁迫下的基因表达和代谢通路变化,有助于剖析棉花抗旱机制的主要途径,为今后研究棉花抗旱性分子机理提供理论基础,对挖掘改善棉花抗旱性的潜在基因具有重要的指导作用。1.本研究通过RNA-Seq测序,共得到44.92 Gb Clean Data,样品碱基百分比（Q30）均大于93%,比对到陆地棉参考基因组上的Reads在86%以上,说明数据覆盖度好。在RNA-Seq数据中共获得差异基因2509个,其中Nr库可注释到2479个差异基因,NR数据库注释率达98.8%。GO功能注释分类显示,差异基因可富集到3大类,44个小类,在细胞过程、单一有机体过程、代谢过程等类别中所占比例较高。对差异表达基因KEGG注释表明,差异基因主要富集在植物激素信号转导、碳代谢和光合作用相关通路等代谢途径,表明这些过程可能在棉花生长发育及抵御干旱胁迫过程中发挥重要作用。2.为进一步挖掘棉花干... 

【文章来源】：新疆大学新疆维吾尔自治区 211工程院校

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
缩略语表
第一部分 文献综述
    第一章 干旱对植物的影响
        1.干旱对植物的危害
            1.1 干旱抑制植物的生长、加快植株的衰老
            1.2 干旱导致光合速率降低
            1.3 干旱导致细胞原生质失水
        2.植物对干旱的响应
            2.1 植物形态结构对干旱的响应
            2.2 植物膜系统对干旱的响应
            2.3 信号转导过程对干旱的响应
                2.3.1 干旱胁迫信号的感知
                2.3.2 干旱胁迫信号的转导
                2.3.3 植物通过干旱胁迫信号诱导基因进行表达
            2.4 光合系统对干旱的响应
            2.5 渗透调节系统对干旱的响应
            2.6 抗氧化系统对干旱的响应
    第二章 转录组测序研究进展
        1.转录组测序
        2.转录组水平的耐旱研究
    第三章 本研究的目的、意义及拟解决的问题
        1.本研究的目的和意义
        2.拟解决的问题
第二部分 实验部分
    第一章 干旱胁迫下棉花转录组测序分析
        1.材料与方法
            1.1 实验材料
            1.2 实验试剂
            1.3 棉花幼苗干旱胁迫处理
            1.4 cDNA文库的构建及转录组测序
            1.5 转录组数据的分析
            1.6 实时荧光定量PCR
        2.结果与分析
            2.1 转录组数据的分析
            2.2 样品相关性分析
            2.3 棉花转录组响应干旱的差异表达分析
            2.4 干旱胁迫后棉花转录组差异表达基因的GO功能分类
            2.5 干旱胁迫后棉花转录组差异表达基因的KEGG代谢通路分析
            2.6 干旱胁迫后棉花转录组差异表达基因的热图分析
            2.7 干旱胁迫后棉花转录组差异表达基因实时荧光定量PCR验证
                2.7.1 棉花总RNA的提取、反转录
                2.7.2 差异表达基因qRT-PCR验证
        3.讨论
    第二章 干旱胁迫下棉花转录组数据的深度挖掘
        1.材料和方法
            1.1 实验材料及试剂
            1.2 实验方法
                1.2.1 棉花总RNA的提取及cDNA的合成
                1.2.2 棉花干旱转录本的深度挖掘
                1.2.3 生物信息分析
                1.2.4 实时荧光定量PCR
        2.结果与分析
            2.1 棉花干旱胁迫下转录组数据的深度挖掘
                2.1.1 棉花干旱胁迫下光合作用通路分析
                2.1.2 qRT-PCR验证光合作用通路差异表达基因
                2.1.3 棉花干旱胁迫下DNA损伤修复途径分析
                2.1.4 qRT-PCR验证DNA损伤修复通路差异表达基因
                2.1.5 棉花干旱胁迫下转录因子调控分析
                2.1.6 棉花干旱下渗透调节系统、活性氧清除系统
        3.讨论
            3.1 转录因子在棉花干旱胁迫下的变化
            3.2 光合作用途径对棉花干旱胁迫的响应
            3.3 DNA损伤修复途径对棉花干旱胁迫的响应
            3.4 渗透调节和活性氧清除系统对棉花干旱胁迫的响应
            3.5 棉花响应干旱胁迫的分子网络
    第三章 棉花油质蛋白基因GhOleosin1的克隆和原核表达
        1.材料与方法
            1.1 实验材料
            1.2 实验试剂
            1.3 实验方法
                1.3.1 GhOleosin1荧光定量分析
                1.3.2 GhOleosin1ORF的扩增
                1.3.3 GhOleosin1原核系统的构建
                1.3.4 GhOleosin1生物信息学分析
                1.3.5 重组蛋白的诱导表达
        2.结果与分析
            2.1 干旱诱导的GhOleosin1的相对表达分析
                2.1.1 棉花干旱胁迫下转录组中GhOleosin1的相对表达分析
                2.1.2 棉花干旱胁迫下转录组中GhOleosin1的相对表达分析
            2.2 GhOleosin1ORF的扩增
            2.3 原核表达载的构建
            2.4 GhOleosin1的生物信息学分析
                2.4.1 GhOleosin1理化性质分析
                2.4.2 GhOleosin1保守结构域预测
                2.4.3 GhOleosin1信号肽、跨膜结构域和三级结构的预测
                2.4.4 GhOleosin1亚细胞定位预测分析
                2.4.5 GhOleosin1亲疏水性预测分析
                2.4.6 GhOleosin1启动子中的顺式作用原件分析
            2.5 融合蛋白的诱导表达
        3.讨论
第三部分 结论与展望
    结论
    存在的问题和展望
个人简历
参与课题及发表文章
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]谷子Oleosin基因家族及其对干旱响应的分析[J]. 蒋茂双,元香梅,刘晓东,候蕊,苏彦冰,郭展,于世慧,李红英.  山西农业大学学报(自然科学版). 2018(01)
[2]巴斯德毕赤酵母甲醇诱导表达磷脂酶A2的转录组学分析[J]. 王迎政,喻晓蔚,徐岩.  微生物学报. 2018(01)
[3]干旱胁迫对作物生长发育的影响[J]. 刘玉成.  新农业. 2017(07)
[4]干旱胁迫下割手密根系转录组差异表达分析[J]. 刘洪博,刘新龙,苏火生,陆鑫,徐超华,毛钧,林秀琴,李纯佳,李旭娟,字秋艳.  中国农业科学. 2017(06)
[5]干旱胁迫下枇杷叶片的转录组分析[J]. 王丹,龚荣高.  华北农学报. 2017(01)
[6]不同棉花品种对盐、旱胁迫的光合响应及抗逆性评价[J]. 吴文超,曲延英,高文伟,吴鹏昊,陈全家.  新疆农业科学. 2016(09)
[7]植物干旱响应生理对策研究进展[J]. 赵璞,李梦,及增发,贾银锁,马春红.  中国农学通报. 2016(15)
[8]巴西橡胶树核糖体蛋白HbRPL14基因逆境响应机制[J]. 王立丰,王纪坤,安锋,谢贵水.  西南林业大学学报. 2016(02)
[9]DNA损伤修复机制——解读2015年诺贝尔化学奖[J]. 刘博雅,杨鑫,任梦梦,陈帅怡,罗建沅.  中国生物化学与分子生物学报. 2015(12)
[10]基于转录组测序揭示适度干旱胁迫对甘草根基因表达的调控[J]. 张春荣,桑雪雨,渠萌,唐晓敏,程轩轩,潘利明,杨全.  中国中药杂志. 2015(24)

博士论文
[1]棉花抗冷性鉴定及相关基因的表达研究[D]. 王俊娟.中国农业科学院 2016
[2]玉米雄穗响应干旱胁迫的主要代谢途径解析及耐旱SNAC基因筛选鉴别[D]. 李亮.新疆农业大学 2015
[3]达尔文氏棉旱胁迫转录组测序、EST-SSR开发及高密度遗传图谱构建[D]. 陈浩东.中国农业科学院 2013

硕士论文
[1]荒漠植物花花柴对逆境胁迫的生理生化响应[D]. 石新建.塔里木大学 2015
[2]干旱胁迫马铃薯叶片转录组分析[D]. 王洁.甘肃农业大学 2014
[3]干旱胁迫对棉花苗期生长生理及光谱特征的影响研究[D]. 李平.河北农业大学 2014
[4]棉花叶片干旱胁迫蛋白的表达分析与鉴定[D]. 张德超.中国农业科学院 2013
[5]干旱胁迫对黄瓜幼苗抗氧化系统及光合特性的影响[D]. 丁玲.浙江农林大学 2013
[6]棉花纤维伸长相关基因的RNA-Seq转录组分析[D]. 李锡花.西北农林科技大学 2013
[7]盐和干旱胁迫下欧李的生理响应及转录组分析[D]. 孙孟超.东北林业大学 2013
[8]干旱胁迫对黄瓜幼苗光合特性及活性氧代谢的影响[D]. 孙侨南.天津大学 2008



本文编号：3428557