多年生黑麦草耐盐关键基因的挖掘与关联分析

发布时间：2022-09-21 20:41

　　土壤盐渍化是限制农牧业生产的重要因素之一。由于气候变化以及不合理的灌溉导致土壤盐渍化日益加重。Na⁺是盐渍化土壤中含量最高的阳离子,介质中高浓度的Na⁺会对植物造成严重的渗透胁迫并影响其对水分的吸收和转运。同时,植物体内积累过量的Na⁺会对代谢活动产生毒害作用。钾是植物不可或缺的营养元素,然而因K⁺、Na⁺的水合半径相似,因此在盐胁迫下Na⁺会与K⁺竞争转运蛋白的结合位点,导致K⁺亏缺。在植物体内存在多个与Na⁺、K⁺转运密切相关的蛋白,它们在植物体内协同维持着K⁺、Na⁺稳态平衡。例如液泡膜Na⁺/H⁺转运蛋白通过将叶肉细胞质中过多的Na⁺区域化于液泡中以抵御盐胁迫;HKT将根木质部中的Na⁺卸载到木质部薄壁组织,防止Na⁺

【文章页数】：131 页

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中文摘要
Abstract
第一章 引言
第二章 国内外研究进展
    2.1 高等植物抵御盐胁迫的机制
        2.1.1 盐胁迫对植物的影响
        2.1.2 高等植物对Na~+的转运
        2.1.3 钾在植物抵御盐胁迫过程中的作用
        2.1.4 高等植物对K~+的转运
        2.1.5 植物积累多种有机渗透调节物质抵御盐胁迫
    2.2 多年生黑麦草的应用及其耐盐性研究
    2.3 单核苷酸多态性(SNP)与关联分析的特点及应用
        2.3.1 SNP的类型
        2.3.2 关联分析的特点
        2.3.3 基于候选基因的关联分析步骤
        2.3.4 关联分析的应用
第三章 盐胁迫对8个多年生黑麦草品种生长表型和营养元素积累的影响
    3.1 材料与方法
        3.1.1 植物材料培养
        3.1.2 植物材料处理
        3.1.3 生长表型、离子含量的测定
        3.1.4 实验设计与数据分析
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 对照与盐处理下多年生黑麦草不同表型性状的变化及表型间的相关性
        3.2.2 主成分分析法(PCA)对8个多年生黑麦草品种耐盐性的划分
        3.2.3 不同类型多年生黑麦草生长指标的差异
        3.2.4 不同类型多年生黑麦草Na~+含量与K~+/Na~+比的差异
        3.2.5 不同类型多年生黑麦草C、N、P、Ca~(2+)、Mg~(2+)含量的差异
        3.2.6 不同类型多年生黑麦草多种微量元素含量的差异
第四章 多年生黑麦草钾离子通道基因LpSKOR、LpAKT1的克隆与序列分析
    4.1 材料与方法
        4.1.1 植物材料培养与处理
        4.1.2 主要实验试剂以及所需培养基
        4.1.3 总RNA的提取
        4.1.4 反转录为cDNA
        4.1.5 钾通道基因LpSKOR和LpAKT1核心片段的克隆
        4.1.6 序列分析
    4.2 结果与分析
        4.2.1 多年生黑麦草总RNA的纯度及完整性检测
        4.2.2 LpSKOR基因核心片段的克隆
        4.2.3 LpSKOR基因核心片段序列分析
        4.2.4 LpAKT1基因核心片段序列分析
    4.3 讨论
第五章 多年生黑麦草HKT基因的克隆与序列分析
    5.1 材料与方法
        5.1.1 植物材料培养与处理
        5.1.2 主要试剂及配方
        5.1.3 总RNA的提取
        5.1.4 反转录为cDNA
        5.1.5 LpHKT1;4、LpHKT1;5及LpHKT2;1 核心片段的克隆
        5.1.6 LpHKT1;4、LpHKT1;5及LpHKT2;13’、5’端的克隆
        5.1.7 序列拼接与分析
    5.2 结果与分析
        5.2.1 多年生黑麦草总RNA的纯度及完整性检测
        5.2.2 LpHKT1;4、LpHKT1;5及LpHKT2;1 核心片段的克隆
        5.2.3 LpHKT1;4、LpHKT1;5及LpHKT2;13’、5’端的克隆
        5.2.4 LpHKT1;4、LpHKT1;5及LpHKT2;1 基因生物信息学分析
    5.3 讨论
第六章 候选基因LpHKT1;5,LpHKT1;4及LpHKT2;1与多年生黑麦草耐盐相关性状间的关联分析
    6.1 材料与方法
        6.1.1 植物材料培养
        6.1.2 植物材料盐处理
        6.1.3 生长表型、离子含量的测定
        6.1.4 群体结构分析
        6.1.5 候选基因LpHKT1;4、LpHKT1;5、LpHKT2;1的测序和SNP的获得
        6.1.6 多年生黑麦草多个表型性状与候选基因的关联分析
    6.2 结果与分析
        6.2.1 185份多年生黑麦草种质资源表型性状的分布特征
        6.2.2 185份多年生黑麦草种质资源群体结构的划分及连锁不平衡(LD)衰变
        6.2.3 基因-性状的关联分析及氨基酸位点的变化分析
        6.2.4 等位基因SNP的变异对表型性状的影响
    6.3 讨论
第七章 盐胁迫对不同耐盐性多年生黑麦草离子积累及相关基因表达的影响
    7.1 材料与方法
        7.1.1 植物材料的选择、培养与处理
        7.1.2 株高、鲜重、干重和相对含水量的测定
        7.1.3 Na~+,K~+和Ca~(2+)含量的测定
        7.1.4 耐盐相关基因表达模式分析
        7.1.5 LpHKT1;5组织定位
    7.2 结果与分析
        7.2.1 不同浓度NaCl处理对多年生黑麦草耐盐和盐敏感品种生长的影响
        7.2.2 不同浓度NaCl处理对多年生黑麦草离子积累的影响
        7.2.3 耐盐相关基因在多年生黑麦草根、茎、叶中的表达分析
        7.2.4 盐胁迫下多年生黑麦草耐盐相关基因表达模式分析
    7.3 讨论
        7.3.1 LpAKT1和LpSKOR共同维持盐胁迫下多年生黑麦草体内K~+的稳态平衡
        7.3.2 HKT家族基因在不同器官中的表达
        7.3.3 LpSOS1和LpNHX1在不同器官中的表达
        7.3.4 LpHKT、LpSOS1和LpNHX1协同调节多年生黑麦草体内Na~+稳态平衡
全文结论
参考文献
在学期间研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]盐生植物小花碱茅外整流K+通道PtSKOR基因的克隆及RNAi载体构建[J]. 段丽婕,王沛,陈梦词,王锁民.  分子植物育种. 2015(04)
[2]3种冷季型草坪草对盐胁迫的生理响应[J]. 周志红.  草原与草坪. 2014(02)
[3]黑麦草萌发期对低温与盐胁迫的交叉适应性[J]. 宋晓芳,曹社会,陈秀丽.  西北农林科技大学学报(自然科学版). 2013(11)
[4]海藻糖对NaCl胁迫下多年生黑麦草苗期生长和离子平衡的影响[J]. 连俊方,闫道良,郭坤,热依汗古丽.热西提.  安徽林业科技. 2012(04)
[5]盐生植物小花碱茅外整流K+通道SKOR基因片段的克隆及序列分析[J]. 王茜,王沛,王锁民.  草业科学. 2012(08)
[6]盐生植物小花碱茅K+通道PtAKT1基因片段的克隆及序列分析[J]. 郭强,周向睿,王沛,张金林,包爱科,伍国强,王锁民.  草地学报. 2010(05)
[7]多花黑麦草的应用研究进展[J]. 王宇涛,辛国荣,杨中艺,陈三有.  草业科学. 2010(03)
[8]植物性状-标记关联分析研究进展[J]. 金亮,包劲松.  分子植物育种. 2009(06)
[9]植物钾营养高效分子遗传机制[J]. 王毅,武维.  植物学报. 2009(01)
[10]单核苷酸多态性影响基因功能的机制[J]. 刘越,吕社民.  生命的化学. 2008(02)

博士论文
[1]二穗短柄草耐旱抗氧化机理及其相关基因的SNP研究[D]. 罗娜.南京农业大学 2012

硕士论文
[1]外源水杨酸对多年生黑麦草耐盐性的影响[D]. 董慧.北京林业大学 2015
[2]甜瓜钾离子通道MIRK与植物耐盐性初步研究[D]. 王黎敏.上海交通大学 2011
[3]部分环境因子对四种草坪草种子发芽和根系构型的影响[D]. 宋采博.苏州大学 2010
[4]玉米耐旱相关候选基因dhn2与表型性状的关联分析[D]. 赵曦.中国农业科学院 2008
[5]六个冷季型草坪草品种单盐胁迫下的耐盐性研究[D]. 董萌.湖南农业大学 2007



本文编号：3680627