广西普通野生稻苗期耐冷QTL qCTS12精细定位及其调控模式研究
发布时间：2023-04-24 22:20
栽培稻(Oryza sativa L.)是一种喜温作物,极易受到低温胁迫的影响。广西普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)具有耐低温的能力,解析广西普通野生稻耐低温遗传分子机理对水稻耐低温性状的遗传改良具有重要的意义。本研究利用耐冷广西普通野生稻染色体片段替换系DC90和轮回亲本9311构建耐冷定位群体。通过图位克隆的方法定位了一个位于水稻12号染色体上的普通野生稻耐冷位点,定位区域约为1.36Mb,我们将这一位点命名为qCTS12。为揭示该耐冷位点所介导的耐冷分子机制,我们通过比较转录组和蛋白组学分析了qCTS12的调控模式。比较转录组分析发现低温胁迫早期DC90和9311中共同鉴定到了 2348个差异表达基因参与冷胁迫的应答。DC90中鉴定出特异表达的基因有659个,根据基因注释发现,大部分差异表达基因定位在叶绿体中。这表明叶绿体在水稻应对低温胁迫中起着重要的作用。比较蛋白组分析发现,冷胁迫和恢复阶段,在DC90中鉴定出155个差异表达蛋白,9311中鉴定出206个差异表达蛋白。这些差异表达蛋白大部分定位在叶绿体中,其中一部分属于“核糖体”,“发色团”和“14-...
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
第一章 前言
1.1 引言
1.2 低温对植物的影响
1.2.1 低温影响植物光合作用及叶绿体的稳定
1.2.2 低温影响核糖体的功能
1.2.3 低温损伤膜脂结构
1.2.4 低温诱导植物脱水
1.2.5 低温影响植物的生长和发育
1.3 植物对低温胁迫的应答
1.3.1 ABA响应途径
1.3.2 CBF响应途径
1.3.3 ROS响应途径
1.3.4 其他低温响应途径
1.4 低温下活性氧的产生和清除
1.4.1 活性氧的产生
1.4.2 活性氧的清除
1.5 水稻耐低温研究进展
1.5.1 水稻耐低温QTLs研究
1.5.2 水稻耐低温GWAS研究
1.5.3 水稻耐低温转录组研究
1.5.4 水稻耐低温蛋白组研究
1.6 广西普通野生稻耐冷研究的目的和意义
第二章 材料和方法
2.1 植物材料
2.2 冷胁迫表型鉴定
2.3 QTL定位方法
2.3.1 定位群体构建
2.3.2 多态性分子标记筛选
2.3.3 F2基因型鉴定
2.3.4 遗传连锁作图
2.4 比较转录组学分析
2.4.1 转录组学分析样品采集
2.4.2 RNA的提取和cDNA文库构建及测序
2.4.3 RNA-seq数据处理及转录组学分析
2.5 比较蛋白组学分析
2.5.1 植物材料培养及冷处理样品采集
2.5.2 蛋白样品制备
2.5.3 蛋白样品的预处理
2.5.4 iTRAQ标记
2.5.5 多肽分离
2.5.6 EASY-nLC结合Orbitrap质谱分析
2.5.7 蛋白质的鉴定和定量
2.5.8 差异表达蛋白(DEP)检测标准
2.5.9 蛋白聚类分析
2.5.10 GO富集分析,功能分类和表达模式分析
2.6 Quantitative RT-PCR分析
2.7 组织化学ROS检测,ROS清除酶活性测量和ASA处理实验
2.7.1 DAB染色法检测组织中H2O2
2.7.2 NBT染色法检测O2-
2.7.3 ROS清除酶活性测量
2.7.4 ASA对植物低温胁迫的影响
2.8 其他生理指标测定
2.8.1 含水量测定
2.8.2 电导率测定
2.8.3 MDA含量测定
2.8.4 叶绿素含量测定
第三章 结果分析
3.1 qCTS12定位在12号染色体上1.36Mb范围内
3.2 qCTS12介导冷胁迫下叶绿体中相关基因表达下调
3.2.1 转录组数据获取
3.2.2 DC90和9311基因表达水平十分相似
3.2.3 DC90和9311冷胁迫下差异表达基因的鉴定
3.2.4 冷胁迫下DC90和9311位于叶绿体中的基因大量下调
3.2.5 DC90在冷胁迫下叶绿体及其核糖体相关基因表达下调
3.3 qCTS12介导叶绿体及其核糖体蛋白冷驯化和去冷驯化过程
3.3.1 蛋白组数据获取
3.3.2 DC90和9311冷胁迫阶段和恢复阶段蛋白表达差异明显
3.3.3 DC90和9311中差异表达蛋白的鉴定
3.3.4 DC90和9311中DEPs主要位于叶绿体
3.3.5 DC90和9311叶绿体及其核糖体蛋白在胁迫阶段呈现不同的变化模式
3.4 qCTS12参与维持冷胁迫下H2O2产生与清除间平衡
3.4.1 DC90和9311冷胁迫下过氧化氢清除能力存在显著差异
3.4.2 提升9311过氧化氢清除能力增强了其耐冷性
3.4.3 qCTS12介导冷胁迫下过氧化氢酶活性的稳定涉及复杂的机制
3.4.4 DC90和9311冷胁迫下其他生理指标比较
第四章 讨论
4.1 qCTS12是一个新的水稻苗期耐冷QTL
4.2 水稻低温响应下游调控主要发生在叶绿体中
4.3 水稻调控叶绿体及其核糖体蛋白冷驯化和去冷驯化过程来适应冷胁迫
4.4 ROS产生与清除的平衡对叶绿体蛋白去冷驯化作用至关重要
4.5 qCTS12可能通过介导H2O2产生与清除的平衡来提升水稻耐低温能力
4.6 下步工作
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间论文发表情况
本文编号：3800129
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
第一章 前言
1.1 引言
1.2 低温对植物的影响
1.2.1 低温影响植物光合作用及叶绿体的稳定
1.2.2 低温影响核糖体的功能
1.2.3 低温损伤膜脂结构
1.2.4 低温诱导植物脱水
1.2.5 低温影响植物的生长和发育
1.3 植物对低温胁迫的应答
1.3.1 ABA响应途径
1.3.2 CBF响应途径
1.3.3 ROS响应途径
1.3.4 其他低温响应途径
1.4 低温下活性氧的产生和清除
1.4.1 活性氧的产生
1.4.2 活性氧的清除
1.5 水稻耐低温研究进展
1.5.1 水稻耐低温QTLs研究
1.5.2 水稻耐低温GWAS研究
1.5.3 水稻耐低温转录组研究
1.5.4 水稻耐低温蛋白组研究
1.6 广西普通野生稻耐冷研究的目的和意义
第二章 材料和方法
2.1 植物材料
2.2 冷胁迫表型鉴定
2.3 QTL定位方法
2.3.1 定位群体构建
2.3.2 多态性分子标记筛选
2.3.3 F2基因型鉴定
2.3.4 遗传连锁作图
2.4 比较转录组学分析
2.4.1 转录组学分析样品采集
2.4.2 RNA的提取和cDNA文库构建及测序
2.4.3 RNA-seq数据处理及转录组学分析
2.5 比较蛋白组学分析
2.5.1 植物材料培养及冷处理样品采集
2.5.2 蛋白样品制备
2.5.3 蛋白样品的预处理
2.5.4 iTRAQ标记
2.5.5 多肽分离
2.5.6 EASY-nLC结合Orbitrap质谱分析
2.5.7 蛋白质的鉴定和定量
2.5.8 差异表达蛋白(DEP)检测标准
2.5.9 蛋白聚类分析
2.5.10 GO富集分析,功能分类和表达模式分析
2.6 Quantitative RT-PCR分析
2.7 组织化学ROS检测,ROS清除酶活性测量和ASA处理实验
2.7.1 DAB染色法检测组织中H2O2
2.7.4 ASA对植物低温胁迫的影响
2.8 其他生理指标测定
2.8.1 含水量测定
2.8.2 电导率测定
2.8.3 MDA含量测定
2.8.4 叶绿素含量测定
第三章 结果分析
3.1 qCTS12定位在12号染色体上1.36Mb范围内
3.2 qCTS12介导冷胁迫下叶绿体中相关基因表达下调
3.2.1 转录组数据获取
3.2.2 DC90和9311基因表达水平十分相似
3.2.3 DC90和9311冷胁迫下差异表达基因的鉴定
3.2.4 冷胁迫下DC90和9311位于叶绿体中的基因大量下调
3.2.5 DC90在冷胁迫下叶绿体及其核糖体相关基因表达下调
3.3 qCTS12介导叶绿体及其核糖体蛋白冷驯化和去冷驯化过程
3.3.1 蛋白组数据获取
3.3.2 DC90和9311冷胁迫阶段和恢复阶段蛋白表达差异明显
3.3.3 DC90和9311中差异表达蛋白的鉴定
3.3.4 DC90和9311中DEPs主要位于叶绿体
3.3.5 DC90和9311叶绿体及其核糖体蛋白在胁迫阶段呈现不同的变化模式
3.4 qCTS12参与维持冷胁迫下H2O2产生与清除间平衡
3.4.1 DC90和9311冷胁迫下过氧化氢清除能力存在显著差异
3.4.2 提升9311过氧化氢清除能力增强了其耐冷性
3.4.3 qCTS12介导冷胁迫下过氧化氢酶活性的稳定涉及复杂的机制
3.4.4 DC90和9311冷胁迫下其他生理指标比较
第四章 讨论
4.1 qCTS12是一个新的水稻苗期耐冷QTL
4.2 水稻低温响应下游调控主要发生在叶绿体中
4.3 水稻调控叶绿体及其核糖体蛋白冷驯化和去冷驯化过程来适应冷胁迫
4.4 ROS产生与清除的平衡对叶绿体蛋白去冷驯化作用至关重要
4.5 qCTS12可能通过介导H2O2产生与清除的平衡来提升水稻耐低温能力
4.6 下步工作
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间论文发表情况
本文编号：3800129
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nzwlw/3800129.html
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