盐胁迫下大白菜的代谢变化和渗透调节
发布时间：2022-01-25 05:24
大白菜具有较好的耐盐性,筛选和培育耐盐大白菜品种是开发盐碱地的可行途径。本试验以一种耐盐品种大白菜青麻叶（QMY）和一种盐敏感品种大白菜（KC-38）为试验材料进行盆栽控盐试验,分别对其进行不同浓度（100-400 mM）的NaCl处理,研究盐胁迫对大白菜幼苗生长、生理生化变化、抗氧化酶保护系统、光合功能、Na+区域化机制、渗透调节机制以及代谢组学等方面的影响,探讨NaCl胁迫下大白菜幼苗的渗透调节机制及代谢响应,以期阐明大白菜的耐盐机制,为进一步提高大白菜的耐盐性提供理论参考。本试验的主要研究结果如下:1.从生长发育的角度来看,QMY幼苗在盐胁迫下的生长受到抑制,但在高盐浓度下（400 mM NaCl）仍可存活;KC-38幼苗的生长发育受抑制更为严重,且在高盐浓度下萎蔫死亡。两种大白菜幼苗的整株鲜重、各器官含水量、最大叶面积均表现为随NaCl浓度的升高而呈降低的趋势,且QMY品种的下降幅度要明显小于KC-38,表明盐胁迫对KC-38幼苗的损伤要显著大于QMY。此外,这两个大白菜品种的另一共同特征是盐处理后根冠比的增大,说明盐胁迫对大白菜幼苗地上部的抑制作用大于根...
【文章来源】：曲阜师范大学山东省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拟南芥在盐胁迫下调节离子稳态的SOS信号途径[50]
第三章实验结果32喜欢盐，并使用Na+作为主要的渗透调节剂。用200mMNaCl处理的大白菜叶片的质外体和原生质体中的Na+浓度高达300-400mM。高浓度的Na+对细胞质有毒。植物必须从通过细胞膜Na+/H+逆向转运蛋白（NHX）将Na+排出细胞或通过Na+/H+逆向转运蛋白将Na+隔离到液泡中[2,94]。5.3BrNHXs的系统发育关系根据NHX蛋白的保守氨基酸序列―FFIYLLPPI‖和AtNHXs的基因序列，在大白菜基因组中通过全基因组分析鉴定了总共8个BrNHX家族成员[95]。BrNHX成员的序列从Brassica数据库下载[96]。为了解大白菜BrNHX基因的分类，利用Bootstrap-neighbor-joining方法，基于BrNHXs和AtNHXs的全长蛋白质序列构建了系统发育树。BrNHX成员基于其与拟南芥AtNHX序列的相似性进行命名（图20）。由于拟南芥和大白菜都属于十字花科，因此它们的NHX成员具有高度同源性。在BrNHX中，BrNHX1-1和BrNHX1-2都与AtNHX1高度同源，并且没有发现与AtNHX5高度同源的成员。BrNHX2-8与各自的AtNHX成员高度同源。据推测，BrNHX成员及其同源AtNHX成员应具有相似的生理功能[48]。在玉米（ZmNHX1-6）[97]和水稻（OsNHX1-5）[98]中分别鉴定出6和5个NHX成员。然而，最近在小麦中鉴定了总共35种NHX蛋白[TaNHX1-12（A,B,C或D）][99]。这些NHX蛋白控制着细胞的pH和阳离子稳态，并定位于细胞膜、液泡膜和细胞器膜中[100]。图20大白菜和拟南芥NHXs的系统发育关系分析Fig.20PhylogeneticrelationshipsanalysisofNHXsbetweenChinesecabbageandA.thaliana
第三章实验结果35图22GC-MS分析不同浓度NaCl胁迫下大白菜样品的总离子流图（TIC）Fig.22Totalionflowdiagram（TIC）ofChinesecabbagesamplesunderNaClstressatdifferentconcentrationswasanalyzedbyGC-MS6.1主成分分析（PCA）主成分分析（PrincipalComponentAnalysis,PCA）是一种对原始复杂样本数据进行降维简化分析的处理技术，是一种无监督的多元统计分析方法，即不添加任何人为因素，不对样本加以分组，得到的PCA模型能从整体上反映组间样本之间的总体差异以及组内样本之间的变异度，揭示隐藏在复杂数据背后的简单结构[69,72,102]。PCA图不但能直观反映异常样本数据点，还能很好地反映各样本间的聚集、离散程度，是对原始数据的直接反映，能精确、有效地剔除异常样本，各样品点之间距离越近说明其代谢物表达模式相似性越高，反之则表明样本间代谢物表达差异性越大[68,71,102]。利用Simca-P+14.0软件包对大白菜样本进行PCA分析，所得主成分模型主要通过R2X（cum）参数来进行验证，R2X（cum）表示对变量累积差异的可解释性。R2X（cum）的数值越接近1表明模型的可拟合度越好，准确性越高，一般以R2X大于0.5表示模型拟合度较好[102]。本试验的PCA分析结果如图23所示，2个主成分P1、P2的R2X（cum）分别为0.546、0.638，均大于0.5，表明模型的拟合度良好。所有样本点均分布在95%的置信度区间内，无异常样本，表现为明显的组内聚集，组间区分较为明显，表明不同浓度盐处理对大白菜的代谢造成了显著的直接影响，产生了不同的代谢产物。
【参考文献】：
期刊论文
[1]碱胁迫对水稻叶绿素及叶片脯氨酸和可溶性糖含量的影响[J]. 赵海新. 作物杂志. 2020(01)
[2]Effects of Exogenous Trehalose on the Metabolism of Sugar and Abscisic Acid in Tomato Seedlings Under Salt Stress[J]. Yanchun Feng,Xiuyu Chen,Yulong He,Xiaohong Kou,Zhaohui Xue. Transactions of Tianjin University. 2019(05)
[3]盐胁迫对苏丹草幼苗生长和渗透调节物质含量的影响[J]. 谭皓,雷菲. 南方农业. 2019(28)
[4]植物耐盐性生理与分子机制研究进展[J]. 刘云芬,彭华,王薇薇,郑佳秋,祖艳侠,吴永成,梅燚,郭军. 江苏农业科学. 2019(12)
[5]考马斯亮蓝法测定蛋白质含量中的细节问题[J]. 蒋大程,高珊,高海伦,邱念伟. 实验科学与技术. 2018(03)
[6]代谢组学数据处理——主成分分析十个要点问题[J]. 阿基业,何骏,孙润彬. 药学学报. 2018(06)
[7]盐碱地改良研究现状及展望[J]. 张翼夫,李问盈,胡红,陈婉芝,王宪良. 江苏农业科学. 2017(18)
[8]山东省盐碱地分布、改良利用现状与治理成效潜力分析[J]. 董红云,朱振林,李新华,杨丽萍,张正. 山东农业科学. 2017(05)
[9]18个大白菜品种耐盐性筛选[J]. 杨发斌,杨晓刚,薛梦迪,黄晓晨,李博,崔晓晓,李帅,邱念伟,高建伟. 山东农业科学. 2017(03)
[10]植物盐胁迫下应激调控分子机制研究进展[J]. 张昆,李明娜,曹世豪,孙彦. 草地学报. 2017(02)
本文编号：3607967
【文章来源】：曲阜师范大学山东省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
拟南芥在盐胁迫下调节离子稳态的SOS信号途径[50]
第三章实验结果32喜欢盐，并使用Na+作为主要的渗透调节剂。用200mMNaCl处理的大白菜叶片的质外体和原生质体中的Na+浓度高达300-400mM。高浓度的Na+对细胞质有毒。植物必须从通过细胞膜Na+/H+逆向转运蛋白（NHX）将Na+排出细胞或通过Na+/H+逆向转运蛋白将Na+隔离到液泡中[2,94]。5.3BrNHXs的系统发育关系根据NHX蛋白的保守氨基酸序列―FFIYLLPPI‖和AtNHXs的基因序列，在大白菜基因组中通过全基因组分析鉴定了总共8个BrNHX家族成员[95]。BrNHX成员的序列从Brassica数据库下载[96]。为了解大白菜BrNHX基因的分类，利用Bootstrap-neighbor-joining方法，基于BrNHXs和AtNHXs的全长蛋白质序列构建了系统发育树。BrNHX成员基于其与拟南芥AtNHX序列的相似性进行命名（图20）。由于拟南芥和大白菜都属于十字花科，因此它们的NHX成员具有高度同源性。在BrNHX中，BrNHX1-1和BrNHX1-2都与AtNHX1高度同源，并且没有发现与AtNHX5高度同源的成员。BrNHX2-8与各自的AtNHX成员高度同源。据推测，BrNHX成员及其同源AtNHX成员应具有相似的生理功能[48]。在玉米（ZmNHX1-6）[97]和水稻（OsNHX1-5）[98]中分别鉴定出6和5个NHX成员。然而，最近在小麦中鉴定了总共35种NHX蛋白[TaNHX1-12（A,B,C或D）][99]。这些NHX蛋白控制着细胞的pH和阳离子稳态，并定位于细胞膜、液泡膜和细胞器膜中[100]。图20大白菜和拟南芥NHXs的系统发育关系分析Fig.20PhylogeneticrelationshipsanalysisofNHXsbetweenChinesecabbageandA.thaliana
第三章实验结果35图22GC-MS分析不同浓度NaCl胁迫下大白菜样品的总离子流图（TIC）Fig.22Totalionflowdiagram（TIC）ofChinesecabbagesamplesunderNaClstressatdifferentconcentrationswasanalyzedbyGC-MS6.1主成分分析（PCA）主成分分析（PrincipalComponentAnalysis,PCA）是一种对原始复杂样本数据进行降维简化分析的处理技术，是一种无监督的多元统计分析方法，即不添加任何人为因素，不对样本加以分组，得到的PCA模型能从整体上反映组间样本之间的总体差异以及组内样本之间的变异度，揭示隐藏在复杂数据背后的简单结构[69,72,102]。PCA图不但能直观反映异常样本数据点，还能很好地反映各样本间的聚集、离散程度，是对原始数据的直接反映，能精确、有效地剔除异常样本，各样品点之间距离越近说明其代谢物表达模式相似性越高，反之则表明样本间代谢物表达差异性越大[68,71,102]。利用Simca-P+14.0软件包对大白菜样本进行PCA分析，所得主成分模型主要通过R2X（cum）参数来进行验证，R2X（cum）表示对变量累积差异的可解释性。R2X（cum）的数值越接近1表明模型的可拟合度越好，准确性越高，一般以R2X大于0.5表示模型拟合度较好[102]。本试验的PCA分析结果如图23所示，2个主成分P1、P2的R2X（cum）分别为0.546、0.638，均大于0.5，表明模型的拟合度良好。所有样本点均分布在95%的置信度区间内，无异常样本，表现为明显的组内聚集，组间区分较为明显，表明不同浓度盐处理对大白菜的代谢造成了显著的直接影响，产生了不同的代谢产物。
【参考文献】：
期刊论文
[1]碱胁迫对水稻叶绿素及叶片脯氨酸和可溶性糖含量的影响[J]. 赵海新. 作物杂志. 2020(01)
[2]Effects of Exogenous Trehalose on the Metabolism of Sugar and Abscisic Acid in Tomato Seedlings Under Salt Stress[J]. Yanchun Feng,Xiuyu Chen,Yulong He,Xiaohong Kou,Zhaohui Xue. Transactions of Tianjin University. 2019(05)
[3]盐胁迫对苏丹草幼苗生长和渗透调节物质含量的影响[J]. 谭皓,雷菲. 南方农业. 2019(28)
[4]植物耐盐性生理与分子机制研究进展[J]. 刘云芬,彭华,王薇薇,郑佳秋,祖艳侠,吴永成,梅燚,郭军. 江苏农业科学. 2019(12)
[5]考马斯亮蓝法测定蛋白质含量中的细节问题[J]. 蒋大程,高珊,高海伦,邱念伟. 实验科学与技术. 2018(03)
[6]代谢组学数据处理——主成分分析十个要点问题[J]. 阿基业,何骏,孙润彬. 药学学报. 2018(06)
[7]盐碱地改良研究现状及展望[J]. 张翼夫,李问盈,胡红,陈婉芝,王宪良. 江苏农业科学. 2017(18)
[8]山东省盐碱地分布、改良利用现状与治理成效潜力分析[J]. 董红云,朱振林,李新华,杨丽萍,张正. 山东农业科学. 2017(05)
[9]18个大白菜品种耐盐性筛选[J]. 杨发斌,杨晓刚,薛梦迪,黄晓晨,李博,崔晓晓,李帅,邱念伟,高建伟. 山东农业科学. 2017(03)
[10]植物盐胁迫下应激调控分子机制研究进展[J]. 张昆,李明娜,曹世豪,孙彦. 草地学报. 2017(02)
本文编号：3607967
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