棉花抗冷性鉴定及相关基因的表达研究

发布时间：2018-03-25 13:50

  本文选题：棉花　切入点：低温胁迫　出处：《中国农业科学院》2016年博士论文

【摘要】：1.陆地棉萌发至幼苗期抗冷性鉴定研究建立了萌发期、芽期、子叶期相应抗冷评价体系。0℃处理4d,正常条件下(温度28℃、光照/黑暗为14h/10h)恢复7d的相对子叶平展率可以做为萌发期抗冷鉴定指标;4℃处理5d,恢复正常生长的7d的子叶平展率可以作为芽期抗冷鉴定指标;4℃处理24h,恢复正常生长7d的抗冷指数可以作为子叶期抗冷鉴定指标。不同材料在不同生育时期的抗冷性是有差异的,筛选出萌发期耐冷材料有7份;芽期耐冷材料有4份;子叶期抗冷材料有7份。棉花芽期抗冷性与酶活力有关。2.低温对棉花幼苗的影响及抗冷相关基因的表达4℃低温处理24h对冷敏感材料生长抑制大于抗冷材料,对根系生长抑制大于地上部分;叶片细胞膜对低温胁迫敏感,抗冷材料叶片细胞膜稳定性大于冷敏感材料,根系细胞膜在受到低温胁迫后相对比较稳定;低温胁迫24h后,两个材料的根系中POD、SOD、CAT活性均降低了,但抗冷材料下降幅度小于冷敏感材料;低温胁迫后5个与抗冷相关的基因在抗冷材料叶片中上调表达基因多于下调基因,在根中下调表达基因多于上调表达的,这与根系的生长受抑制明显结果是一致的。3.陆地棉苗期响应低温胁迫的全基因组转录分析4℃低温处理陆地棉抗冷材料三叶期幼苗24h前后进行转录组测序,筛选差异基因数2487,上调表达45.64%,下调表达54.36%。极端上调表达的的基因包括:类似乙烯响应转录因子ERF109,类似稻内酯A合成酶,15kD类似油质蛋白,δ-8鞘脂类脱氢酶,类似抗病蛋白At1g12280,NBS-LRR抗病蛋白,多药抗性泵,生长类响应蛋白等。显著富集的代谢通路主要有植物激素信号传导、昼夜节律-植物、植物-病菌相互作用、脂肪酸延伸等。差异基因中共鉴定出被低温诱导的转录因子有31类,主要包括AP2/ERF,Zinc figure,DREB1,NAC和MYB等基因家族的成员。4.棉花CIPK基因家族的全基因组分析及响应低温胁迫反应在棉花D基因组和A基因组分别鉴定出41个和38个CIPK基因,分为内含子丰富型和无内含子型两种类型,对CIPK基因成员抗逆功能分析表明,低温、干旱、盐分胁迫均可以诱导CIPK基因表达,但是对不同胁迫响应不同。A基因组中响应逆境胁迫表达上调的CIPK基因数目要多于D基因组。5.棉花脱水素基因GhDHN1的克隆和其响应低温胁迫的表达分析在陆地棉中克隆了GhDHN1,该基因全长为726bp,开放阅读编码框为636bp,编码211个氨基酸,该蛋白为K2S型脱水素蛋白;GhDHN1主要定位在细胞膜上,GhDHN1响应低温胁迫,在抗冷材料和冷敏感材料中表达差异显著,其表达量与棉花抗冷性呈正相关,可以作为筛选不同抗冷材料的分子标记,可以作为候选基因培育棉花抗冷材料。
[Abstract]:1. Identification of cold resistance of upland cotton from germination to seedling stage. The corresponding cold resistance evaluation system of germinating stage, bud stage and cotyledon stage was established for 4 days under normal condition (temperature 28 鈩，

本文编号：1663406