群体遗传学鉴定拟南芥中和抗盐性状相关的遗传组分

发布时间：2020-05-11 14:29

【摘要】：盐胁迫影响植物的生长发育,造成作物减产。模式植物拟南芥的自然群体存在丰富的遗传多态性和抗盐性状多态性。在盐胁迫下,不同生态型会表现出不同水平的盐离子(Na~+和Cl~ )吸收与积累。本论文利用植物水培培养系统和MS平板固体培养系统,采集159份生态型包括3个大类共计17个指标,分别进行全基因组关联分析(GWAS)。重点关注的三类表型是:(1)盐胁迫下Cl~ 在植物叶中的积累;(2)盐胁迫抑制根的伸长;(3)盐胁迫调控根和冠的生物量比值。GWAS分析鉴定到众多显著关联的位点,本研究对显著关联性高的SNP位点集中区域进行了候选基因的筛选和功能初步分析。对根长抑制指标的分析鉴定到两个候选遗传区域,通过公共数据库的挖掘重点关注AtNIGT1.4。AtNIGT1.4已被报道参与了氮磷营养亏缺对根长的抑制。初步功能分析显示该基因和其家族成员在根中特异表达,并受到盐胁迫的强烈诱导,推测该家族成员可能参与调控盐胁迫对根伸长的抑制。后续基因的功能鉴定正在进行中。对盐胁迫下叶中Cl~ 积累的指标分析鉴定到两个候选遗传区域;对盐胁迫下干重根冠比的指标分析鉴定到一个候选遗传区域。上述鉴定的候选遗传区域还需要进一步的精细定位以确定效应基因。关注的候选基因将首先进行表达模式的分析(组织细胞类型的特异性和胁迫应答性),重点关注的候选基因将进行全面的功能解析。
【图文】：

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图 1-1 植物根部细胞 Na+转运机制和盐胁迫响应网络的重要组成部分[16]gure1-1 Overview of cellular Na+transport mechanisms and important components of thestress response network in plant root cells.5 Cl 转运的相关研究研究表明，有些木本和豆科植物对 Cl 敏感，它们更好地限制 Na+转运 Cl 成为盐胁迫下影响更大的因素[7]。盐胁迫下，Cl 在植物体内过量积累抑制植物的光合作用，表现为叶绿素含量和光合效率的降低[5; 6; 31]。在 Cl 物中，植物叶中 Cl 的积累也发现和植物抗盐性有负相关关系[12]。控制 Cl 从根到叶长距离转运的关键基因也开始被鉴定和功能解析[32]。与运相关的一些转运蛋白相继被鉴定和报道。相关研究表明拟南芥 Niansport1/Peptide Transporter Family 2.4（AtNPF2.4）定位于根维管束细胞，可介导 Cl 的跨膜外排[33]。该基因在中柱的表达明显高于皮层，在 NaCA 条件下，表达量下调[33]。针对 AtNPF2.4 的基因沉默减轻了 Cl 在叶中[33]。SLAC1 是保卫细胞 S-Stype 阴离子通道的第一个成分[34]。SL

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大学硕士学位论文群体遗传学鉴定拟南芥中和抗盐性状相关的遗传可以介导 Cl 的外排，而不是 NO3 [35]。盐胁迫和 ABA 处理显著下调 AtSL表达（而非 AtSLAH3）[35; 36]。当 AtSLAH1 被沉默后（而非 AtSLAH3），C中的积累也有显著下降，表明复合体介导的 Cl 运输是通过 AtSLAH1 响应和 ABA 的调控[35; 36]。近些年，Cl 转运相关的基因不断研究和报道。但是 Na+，针对盐胁迫下 Cl 运输的研究还非常滞后，关注程度相对较低，造 Cl 转运蛋白的鉴定目前还非常少，Cl 转运蛋白上游调节因子未被鉴定。多介导和调控盐离子（Na+和 Cl ）在叶中积累的遗传位点将是提高植物（作物）抗盐性工作的重点，，是本研究关注的第一个方面。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q943

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