低温胁迫下南瓜转录组和代谢组分析
发布时间：2021-08-11 04:01
植物生长发育程中遭受低温胁迫,会引发代谢紊乱,严重时会导致植株凋亡,如何筛选、提高耐低温的品种一直是亟待解决的重要问题。南瓜作为典型的喜温植物,遭受低温冷害的后果尤为严重。所以,研究南瓜低温耐受机制,对选育耐低温南瓜品种意义重大。本研究对19个南瓜材料进行了发芽期耐低温性鉴定,确定了低温敏感自交系IL1和耐低温自交系IL7进行后续的实验。待幼苗长至三叶一心期时,于5℃低温胁迫24 h,观察幼苗期表型进行寒害指数评价,测定叶片生理生化指标,并且结合转录组和代谢组的测序结果,对两个南瓜自交系耐低温机制进行研究,研究结果如下:（1）根据相对发芽率、相对发芽势和相对发芽指数分析,IL1在发芽期耐低温能力较差,IL7发芽期具有更强的耐低温能力。（2）IL1与IL7相比,幼叶萎蔫、卷曲程度更严重,叶片表面水渍状斑点更明显,低温伤害更明显。寒害指数表明,IL1耐低温能力弱,IL7耐低温能力中等,与发芽期耐低温鉴定结果一致。与未处理组相比,IL1和IL7的相对电导率和可溶性蛋白含量显著增加;IL1和IL7的叶绿素含量显著降低;IL7的可溶性糖含量和过氧化氢活性显著增加,但IL1无显著变化;IL1的超氧...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
低温敏感品种IL1和低温耐受型IL7在未处理和处理条件下生长情况
青岛科技大学研究生学位论文273.3.2样本基因表达量总体分布图3-1IL1（A）和IL7（B）基因表达量分布图Fig.3-1TheFPKMexpressiondistributionmapofIL1(A)andIL7(B)基于样本的基因表达数量及基因表达值分布存在着差别，因而可以将样本表达值（FPKM）划分成不同表达区间，通过计算不同区间样本表达的基因数目来绘制相应堆积柱状图进行展示。图3-1不同颜色代表不同范围的FPKM值，横坐标对应着各个样本名称，纵坐标对应各样本的蛋白编码基因数量。转录组数据测定所得到的基因表达情况通常很准确。通过比较低温胁迫下IL1和IL7对照组和低温处理组的叶片中的差异基因的表达情况，我们发现样本中大多数基因的FPKM大于1。目前FPKM是最常用的计算蛋白编码基因表达水平的方法，测序精确度高测序水平范围由10-2至104，不仅消除了测序深度对计数的影响，而且也消除了基因长度对计数的影响，能直接比较IL1和IL7不同样本的基因表达水平差异。FPKM计算公式如下：FPKM（A）=比对到基因A的rgmnts数比对到所有基因总rgmnts数基因A的长度(3-1)样本间蛋白编码基因表达水平的相关系数可以反应出对样本采集是否恰当符合标准，以及数据是否可靠性，是具有重要参考价值的指标，相关系数r越趋近于1，说明各个样本的基因表达水平就越相似。根据各样本的基因表达情况得到相关系数图，据图3-2可知对照或处理样本的三个生物学重复，两者之间的高度相似性表明转录组测序结果是一致的，样本的相关性分析也支持一致性（r>0.99）。AB
低温胁迫下南瓜转录组和代谢组分析28图3-2IL1（A）和IL7（B）样本间的相关系数热图Fig.3-2CorrelationcoefficientheatmapbetweensamplesofIL1(A)andIL7(B)3.3.3低温胁迫下差异表达基因的分析图3-3样本间共有表达基因维恩图（A），样本中上调下调差异基因数量柱状图（B）Fig.3-3Venndiagramfornumberofco-expressedDEGsbetweensamples(A).HistogramforupregulatedanddownregulatedDEGsinsamples(B)基因的表达不仅受所处环境的影响，并伴随时间的推移有所变化，差异表达IL7T-vs-IL7CIL1T-vs-IL1CIL7C-vs-IL1CIL7T-vs-IL1T01000200030004000500052855461479446343107276228712682DifferentlyexpressedgenenumberCombinationUpregulatedDownregulatedABAB
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温胁迫对3种绿绒蒿生理生化指标的影响[J]. 侯祯丹,屈燕,黄鸿,熊健,冷秋思. 西南农业学报. 2019(03)
[2]低温离体保存黄独微型块茎转录组、蛋白质组和代谢组的关联分析[J]. 洪森荣,吴夏俊鹏,徐文慧,占学林,谢妮妮,蒋妍,汪金华,凌飞,吴丽霞,万琳. 浙江农业学报. 2017(11)
[3]不同油棕资源对低温胁迫的生理生化响应[J]. 曹红星,张骥昌,雷新涛,刘艳菊,张如莲. 云南农业大学学报(自然科学). 2017(02)
[4]六种紫花苜蓿在高寒地区抗寒生理特性差异比较研究[J]. 申晓慧,姜成,冯鹏,李如来,李建东,王强. 草地学报. 2016(05)
[5]粮食作物对高温干旱胁迫的响应及其阈值研究进展与展望[J]. 赵鸿,王润元,尚艳,王鹤龄,张凯,赵福年,齐月,陈斐. 干旱气象. 2016(01)
[6]砂生槐叶片气孔特性对干旱和低温胁迫的响应[J]. 姚卫杰,张艳福,丹曲,郭其强,李慧娥. 贵州农业科学. 2015(09)
[7]4个酿酒葡萄品种抗寒性的比较[J]. 王依,靳娟,罗强勇,杨怡帆,吕新民,樊新民,鲁晓燕. 果树学报. 2015(04)
[8]低温胁迫下植物光合作用的研究进展[J]. 姜籽竹,朱恒光,张倩,宋北光,孟丽君,杨德光. 作物杂志. 2015(03)
[9]油菜素内酯的生物合成及信号转导研究进展[J]. 熊书. 教育教学论坛. 2015(19)
[10]不同油橄榄品种对低温胁迫的生理响应及抗寒性综合评价[J]. 令凡,焦健,李朝周,金庆轩,赵曼利. 西北植物学报. 2015(03)
博士论文
[1]两种桉树对低温胁迫的响应机制研究[D]. 刘建.南京林业大学 2008
硕士论文
[1]冷驯化对高山离子芥和拟南芥叶片氮分配的影响及其机理研究[D]. 张译丹.兰州大学 2018
[2]不同甜瓜品种在低温胁迫下转录组分析[D]. 黄超.东北农业大学 2018
本文编号：3335405
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
低温敏感品种IL1和低温耐受型IL7在未处理和处理条件下生长情况
青岛科技大学研究生学位论文273.3.2样本基因表达量总体分布图3-1IL1（A）和IL7（B）基因表达量分布图Fig.3-1TheFPKMexpressiondistributionmapofIL1(A)andIL7(B)基于样本的基因表达数量及基因表达值分布存在着差别，因而可以将样本表达值（FPKM）划分成不同表达区间，通过计算不同区间样本表达的基因数目来绘制相应堆积柱状图进行展示。图3-1不同颜色代表不同范围的FPKM值，横坐标对应着各个样本名称，纵坐标对应各样本的蛋白编码基因数量。转录组数据测定所得到的基因表达情况通常很准确。通过比较低温胁迫下IL1和IL7对照组和低温处理组的叶片中的差异基因的表达情况，我们发现样本中大多数基因的FPKM大于1。目前FPKM是最常用的计算蛋白编码基因表达水平的方法，测序精确度高测序水平范围由10-2至104，不仅消除了测序深度对计数的影响，而且也消除了基因长度对计数的影响，能直接比较IL1和IL7不同样本的基因表达水平差异。FPKM计算公式如下：FPKM（A）=比对到基因A的rgmnts数比对到所有基因总rgmnts数基因A的长度(3-1)样本间蛋白编码基因表达水平的相关系数可以反应出对样本采集是否恰当符合标准，以及数据是否可靠性，是具有重要参考价值的指标，相关系数r越趋近于1，说明各个样本的基因表达水平就越相似。根据各样本的基因表达情况得到相关系数图，据图3-2可知对照或处理样本的三个生物学重复，两者之间的高度相似性表明转录组测序结果是一致的，样本的相关性分析也支持一致性（r>0.99）。AB
低温胁迫下南瓜转录组和代谢组分析28图3-2IL1（A）和IL7（B）样本间的相关系数热图Fig.3-2CorrelationcoefficientheatmapbetweensamplesofIL1(A)andIL7(B)3.3.3低温胁迫下差异表达基因的分析图3-3样本间共有表达基因维恩图（A），样本中上调下调差异基因数量柱状图（B）Fig.3-3Venndiagramfornumberofco-expressedDEGsbetweensamples(A).HistogramforupregulatedanddownregulatedDEGsinsamples(B)基因的表达不仅受所处环境的影响，并伴随时间的推移有所变化，差异表达IL7T-vs-IL7CIL1T-vs-IL1CIL7C-vs-IL1CIL7T-vs-IL1T01000200030004000500052855461479446343107276228712682DifferentlyexpressedgenenumberCombinationUpregulatedDownregulatedABAB
【参考文献】：
期刊论文
[1]低温胁迫对3种绿绒蒿生理生化指标的影响[J]. 侯祯丹,屈燕,黄鸿,熊健,冷秋思. 西南农业学报. 2019(03)
[2]低温离体保存黄独微型块茎转录组、蛋白质组和代谢组的关联分析[J]. 洪森荣,吴夏俊鹏,徐文慧,占学林,谢妮妮,蒋妍,汪金华,凌飞,吴丽霞,万琳. 浙江农业学报. 2017(11)
[3]不同油棕资源对低温胁迫的生理生化响应[J]. 曹红星,张骥昌,雷新涛,刘艳菊,张如莲. 云南农业大学学报(自然科学). 2017(02)
[4]六种紫花苜蓿在高寒地区抗寒生理特性差异比较研究[J]. 申晓慧,姜成,冯鹏,李如来,李建东,王强. 草地学报. 2016(05)
[5]粮食作物对高温干旱胁迫的响应及其阈值研究进展与展望[J]. 赵鸿,王润元,尚艳,王鹤龄,张凯,赵福年,齐月,陈斐. 干旱气象. 2016(01)
[6]砂生槐叶片气孔特性对干旱和低温胁迫的响应[J]. 姚卫杰,张艳福,丹曲,郭其强,李慧娥. 贵州农业科学. 2015(09)
[7]4个酿酒葡萄品种抗寒性的比较[J]. 王依,靳娟,罗强勇,杨怡帆,吕新民,樊新民,鲁晓燕. 果树学报. 2015(04)
[8]低温胁迫下植物光合作用的研究进展[J]. 姜籽竹,朱恒光,张倩,宋北光,孟丽君,杨德光. 作物杂志. 2015(03)
[9]油菜素内酯的生物合成及信号转导研究进展[J]. 熊书. 教育教学论坛. 2015(19)
[10]不同油橄榄品种对低温胁迫的生理响应及抗寒性综合评价[J]. 令凡,焦健,李朝周,金庆轩,赵曼利. 西北植物学报. 2015(03)
博士论文
[1]两种桉树对低温胁迫的响应机制研究[D]. 刘建.南京林业大学 2008
硕士论文
[1]冷驯化对高山离子芥和拟南芥叶片氮分配的影响及其机理研究[D]. 张译丹.兰州大学 2018
[2]不同甜瓜品种在低温胁迫下转录组分析[D]. 黄超.东北农业大学 2018
本文编号：3335405
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