工业大麻盐胁迫转录组学研究

发布时间：2019-05-18 04:02

【摘要】：土壤盐渍化和耕地的减少已经成为中国农业发展面临的主要问题,研究作物的耐盐机制能为作物的盐地种植提供理论依据。工业大麻品种云麻5号和巴马火麻分别产于云南和广西,具有良好的生长能力和环境适应性。本实验将两个大麻品种经5OOmM NaCl处理0d、2d、4d、6d的幼苗叶片进行生理指标测定,同时提取总RNA进行转录组测序。取得的主要研究结果如下：(1) qRT-PCR验证利用qRT-PCR对挑选出的18个盐响应基因进行表达趋势验证,结果显示差异表达基因的表达趋势在转录组测序结果和qRT-PCR验证结果中一致,证明转录组测序结果可靠,可用于后续分析。(2)生理指标测定两个大麻品种的四个生理指标(SOD活性、可溶性蛋白含量、游离脯氨酸含量和相对电导率)测定结果表明虽然两个大麻品种在盐胁迫下的生理反应不同,但是两个大麻品种都在盐胁迫2d时生理反应最强。(3)差异表达基因筛选及分析对转录组测序结果进行差异表达基因筛选,结果表明,差异表达基因数量在盐胁迫第二天最多,和生理指标测定结果一致。并从盐胁迫2d的差异表达基因中鉴定出220个在两个大麻品种里表达量共同上调的差异表达基因。其次这220个差异表达基因显著富集在苯丙氨酸代谢通路和多个植物激素信号转导通路,例如乙烯信号转导通路,脱落酸(ABA)信号转导通路等。从盐胁迫2d的所有差异表达基因中鉴定出了22个转录因子,包括与耐盐相关的MYB, NAC, GATA,HSF等转录因子家族成员。(4)差异表达基因趋势聚类分析对盐胁迫时期的所有差异表达基因进行表达趋势聚类分析,选择具有先上升后下降的显著性趋势进行GO功能注释和KEGG pathway富集分析。结果表明,云麻5号和巴马火麻具有品种特异性的耐盐通路。如云麻5号的差异表达基因富集在剪接体途径和氨基酸代谢途径。而巴马火麻的差异表达基因富集在以α-亚麻酸为主的脂肪酸代谢途径、氨基酸代谢途径、内质网蛋白加工途径和过氧化物酶体途径。虽然两者都有部分差异表达基因富集在氨基酸代谢通路,但两者耐盐机制由不同的代谢途径参与调节。本实验为麻类作物的盐响应分子机理的研究奠定了基础。本实验得到的转录组数据可以作为工业大麻的参考转录组。
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【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S563.3

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本文编号：2479652