干旱胁迫下苹果lncRNA的表达分析及功能研究

发布时间：2020-04-24 22:20

【摘要】：干旱会造成植物萎蔫,光合作用减弱,严重影响农作物的产量。有研究表明干旱导致的农作物减产已超过其他因素造成减产的总和。干旱已成为我国农业生产中的重大问题。因此如何提升植物的抗旱能力成为了我们急需解决的问题之一,而从基因角度对植物抗旱的研究也成为了我们解决该问题的重要手段。lncRNA(long-noncoding RNA)是生物体内一种长度大于等于200 nt的非编码RNA,有着重要的作用。在拟南芥、三角叶扬、香蕉抗旱性研究中发现,lncRNA与干旱胁迫有关,本文尝试阐明苹果lncRNA在抗旱胁迫中的作用,为抗旱性研究提供新的思路。本研究以不同干旱条件下的平邑甜茶为试验材料,通过高通量测序发现潜在的lncRNA,并利用生物信息学的方法分析不同组织、不同干旱处理下lncRNA的差异表达及可能的靶标和生物学功能;挑选表达差异大的lncRNA进行实时荧光定量PCR验证;对验证的lncRNA进行过表达及转基因研究;在此基础上,对转基因拟南芥进行抗旱性生理指标测定,进一步确定lncRNA的功能。取得的主要研究结果如下:(1)在不同干旱条件下的平邑甜茶测序的基础上,通过生物信息学的方法分析共得到了17280条lncRNA。对这些lncRNA表达特点进行分析,发现有61.9%的lncRNA小于等于300 bp,并且不同组织、不同干旱条件都有特异表达的lncRNA。同时,通过网站预测得到了7个与miRNA有相互作用的lncRNA。(2)在测序得到的lncRNA中挑选差异大(P值0.01),表达量高(FPKM500)的14个lncRNA进行RT-PCR验证,结果显示与测序结果一致;对这14个lncRNA进行靶标预测和靶标生物学功能预测,结果显示其靶标可能与叶绿素的形成、脂多糖的形成、金属内肽酶的活性、原花色素的形成、蔗糖淀粉的代谢、蛋白激酶的活性有关。这些物质都可能参与响应干旱胁迫。(3)通过对这14个lncRNA进行过表达研究其功能,结果有6个lncRNA不能扩增出目的条带。将剩余9个lncRNA插入到植物表达载体pART27中,成功构建了lncRNA过表达载体。用农杆菌通过蘸花法侵染拟南芥的花序,得到了TCONS_00008531、TCONS_00052948的转基因拟南芥。(4)通过对脯氨酸含量、植物组织相对含水量、丙二醛含量和叶绿素含量的抗旱性生理生化指标的测定,检测TCONS_00008531、TCONS_00052948的转基因拟南芥的抗旱性。结果显示转基因拟南芥在干旱处理下均较野生型长势良好;干旱处理10d后,转基因拟南芥的游离脯氨酸含量、植物组织含水量和叶绿素含量均较野生型高,而丙二醛含量则低于野生型。表明TCONS_00008531、TCONS_00052948能够在一定程度上影响拟南芥的耐旱性。
【图文】：

苹果,长度,测序,转录子

干旱胁迫下苹果 lncRNA 的表达分析及功能研究每千个转录子测序碱基中所包含的测序片段数。本试验采用 FP值。对筛选得到的 lncRNA 进行表达量分析，发现只有少部分0<FPKM<0.1），其中最大的 FPKM 值是 157027（表 2-3）。表 2-2 苹果 lncRNA 各长度区间的分布Table 2-2 Length distribution of lncRNAs in Malus pumila Millngth<=300 300-400 400-500 500-600 600-700 700-800 800-900 90r 1467 392 164 100 64 24 26 1461.90% 16.54% 6.92% 4.22% 2.70% 1.01% 1.10% 0.5

韦恩图,韧皮部

下表达有差异的 lncRNA方法的分析，，共得到了 1414 个有差异个组织中有差异，257 个在 2 个组织中中有差异表达的 lncRNA 最多，而在韧表 3-2 表达有差异的 lncRNA 数目Table 3-2 The number of differential expression叶片韧皮部 355 211 418 155 773 366
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S661.1;S423

【参考文献】