水稻镉砷胁迫及施硅响应的转录组测序（RNA-seq）分析

发布时间：2023-11-14 19:50

　　土壤中的有毒重金属可通过食物链输送至人体内,引发严重的健康问题,从而影响我国农业和经济的可持续发展。硅是土壤中仅次于氧的第二大元素,施硅已被证明可以缓解镉也可以缓解砷的胁迫毒性。水稻是我国重要的粮食作物,研究水稻镉砷胁迫响应及施硅缓解的分子机制,对于水稻施硅解毒和土壤重金属污染治理具有十分重要意义。本研究以生长30 d的水稻幼苗为材料,采用水培方式进行镉砷胁迫及施硅处理,研究水稻生长所受的影响,同时利用RNA-seq技术分析根系转录组差异,然后利用qRT-PCR技术对相关基因进行验证,取得的主要结果如下:1)研究结果表明,镉、砷胁迫均会导致水稻幼苗根系褐变,且随浓度升高和处理时间延长而进一步加重,但加入硅处理后,根系褐变的程度明显减轻。镉、砷胁迫下,水稻幼苗的生长也均受抑制,而加硅处理则可明显促进胁迫条件下水稻的生长。当镉浓度为50μM处理3 d或砷浓度为25μM处理3 d时,水稻幼苗的鲜重、干重、株高和根长均会出现不同程度的下降;但是,镉或砷胁迫下加入硅处理后,水稻幼苗的鲜重、干重、株高和根长均会增加。研究还发现,施硅对胁迫条件下植株中镉、砷的分布影响不同,施硅均可促进根系中镉、砷的...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 前言
    1.1 土壤镉砷污染的来源与现状
    1.2 土壤镉砷污染的危害
    1.3 农田土壤镉砷污染的治理
    1.4 镉砷对植物的胁迫效应
    1.5 施硅缓解植物重金属胁迫的研究进展
        1.5.1 水稻硅吸收机制
        1.5.2 施硅缓解植物镉砷胁迫毒性的机制
    1.6 RNA-seq在重金属胁迫与解毒研究中的应用
    1.7 本研究意义
2 材料与方法
    2.1 材料与试剂
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 qRT-PCR扩增引物
        2.1.3 主要试剂
    2.2 主要设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 材料的培养及处理
        2.3.2 镉砷含量的测定
        2.3.3 水稻总RNA抽提、反转录及q RT-PCR分析
        2.3.4 RNA-seq测序
        2.3.5 叶绿素含量测定
        2.3.6 H₂O₂和O₂的组织化学染色
3 结果与分析
    3.1 镉砷处理及施硅对水稻幼苗生长的影响
        3.1.1 镉处理对水稻幼苗生长的影响
        3.1.2 砷处理对水稻幼苗生长的影响
        3.1.3 施硅影响水稻镉砷胁迫的相关生理生化分析
    3.2 水稻镉砷胁迫及施硅处理幼苗根系RNA-seq分析
        3.2.1 RNA-seq分析方案
        3.2.2 RNA-seq分析数据质控
        3.2.3 RNA-seq数据概览
        3.2.4 样品间差异表达基因分析
    3.3 水稻根系镉砷胁迫响应分子机理
        3.3.1 氧化还原相关基因
        3.3.2 植物生长相关基因
        3.3.3 逆境反应相关基因
        3.3.4 谷胱甘肽代谢相关基因
        3.3.5 植物激素信号转导相关基因
        3.3.6 跨膜转运相关基因
    3.4 水稻根系施硅缓解镉砷胁迫分子机理
    3.5 qRT-PCR检测相关基因表达差异
4 讨论
    4.1 水稻镉砷胁迫响应的分子机理
    4.2 硅对水稻镉砷胁迫缓解的分子机理
致谢
参考文献



本文编号：3864097