基于microRNA及转录组测序筛选新疆野苹果幼苗响应NaCl胁迫相关基因
发布时间：2021-01-01 02:09
本试验以新疆野苹果组培苗为试验材料,对150 mmol?L-1NaCl处理6 h和48 h后的新疆野苹果幼苗叶片和根系进行了转录组和Small RNA测序,对获得的所有Unigene在GO、KEGG数据库中进行功能注释和qRT-PCR验证筛选出新疆野苹果响应NaCl胁迫相关基因,为进一步探究新疆野苹果幼苗响应NaCl胁迫的作用方式提供参考。研究结果如下:1、150 mmol?L-1NaCl处理6 h和48 h的新疆野苹果幼苗叶片转录组测序数据分析发现:与对照相比,新疆野苹果幼苗叶片差异表达基因（DEG）NaCl处理6 h时共713个,其中295个DEGs在盐胁迫响应中上调表达,418个DEGs下调表达;NaCl处理48 h时差异表达基因为3364个,1745个DEGs上调,1619个DEGs下调表达。GO主要富集在氧化还原酶活性、催化活性、PS II、光合膜、类囊体、氧化还原过程、光合作用、木质素代谢过程等;KEGG功能注释显示了新疆野苹果幼苗叶片中与NaCl胁迫相关的显著富集的是光合作用与植物激素信号转导途径。qRT-PCR验证了6个与光合...
【文章来源】： 何晨晨 石河子大学
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NaC1胁迫下新疆野苹果叶片差异基因的的Go功能注释分类统计图
基于microRNA及转录组测序筛选新疆野苹果幼苗响应NaCl胁迫相关基因12图2-2NaC1胁迫下新疆野苹果叶片KEGGPathway富集结果柱状图Fig.2-2histogramofKEGGPathwayenrichmentresultsinMalussieversiileavesunderNaClStress注：横坐标为pathway名称，纵坐标为每个pathway富集的-log10（P-value）。Note:thex-coordinateisthepathwayname,andthey-coordinateisthe-log10(P-value)enrichedbyeachpathway.2.2.6NaC1胁迫下新疆野苹果叶片与光合作用相关的差异基因在光合作用通路中共有24个差异表达基因；PSI中有5个DEGs，NaCl胁迫6h时，（PhotosystemIreactioncentersubunitIVA,PsaE)、(PhotosystemIsubunitO,PsaO）两个基因上调表达，（PhotosystemIreactioncentersubunitV,PsaG）、（PhotosystemIreactioncentersubunitVI-2,PsaH）、（PhotosystemIreactioncentersubunitN,PsaN）为下调表达，NaCl胁迫48h时均表现为下调。PSII中存在15个DEGs，NaCl胁迫6h和48h时全部表现为下调。细胞色素b6/f复合体（Cytochromeb6/fcomplex,Cytb6/f复合体）中含有1个DEG，光合电子传递链中有1个DEG，F型ATP酶中有1个DEG（表2-7）。说明NaCl胁迫可能使这几种复合体结构和功能发生改变，且PSII受NaCl胁迫较为明显，导致叶绿体结构遭到破坏，从而影响新疆野苹果幼苗的光合作用。表2-7NaC1胁迫下新疆野苹果叶片光合作用通路中差异表达基因Table2-7DifferentiallyexpressedgenesinthephotosyntheticpathwayofMalussieversiileavesunderNaClStress基因IDGene_IDFPKMvaluelog2FC基因注释AnnotationLCK6hLCK48hLNa6hLNa48hLCK6hvsLNa6hLCK48hvsLNa48h
nhibitorresponse1（TIR1）HF2910535.9839.8212.4419.63-1.59931-1.28541phytochromeinteractingfactor3-like6（PIL13）HF380126.938.923.218.90-1.13963-0.29134phytochromeinteractingfactor3（PIL15）HF4200313.128.962.806.57-2.30823-0.76377Histidinekinase4（AHK4）HF079742.603.170.341.72-2.94598-1.15889Histidinekinase4（AHK4）HF12139307.94127.02366.01117.580.17021-0.35927GRR1-likeprotein1(GRR)2.2.8NaC1胁迫下新疆野苹果叶片差异基因qRT-PCR结果2.2.8.1NaC1胁迫下新疆野苹果叶片RNA提取结果图2-3新疆野苹果叶片RNA质量检测结果图Fig.2-3RNAqualitytestresultsofMalussieversiileaves注：1-3为LCK6h，4-6为LCK48h，7-9为LNa6h，10-12为LNa48h。2.2.8.2NaC1胁迫下新疆野苹果叶片qRT-PCR结果从转录组分析结果中筛选出6个与光合作用相关4个与植物激素信号转导相关的候选基因HF29915（PsaE）、HF17006（PsaN）、HF29102（PsbP）、HF22752（PsbW）、HF31250（PsbO）、HF33560（Psb27-1）、HF25239（PP2C37）、HF40928（SAPK2）、HF34022（PIF4）、HF34595（SRK2A），通过qRT-PCR分析在不同处理中的表达水平，并与转录组分析结果进行比较，基因的表达趋势基本一致（图2-4）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]NaCl处理对酸枣幼苗内源激素含量的影响[J]. 涂文文,鲁晓燕,王晓丽,白茹. 新疆农业科学. 2018(12)
[2]藏红花柱头小RNA高通量测序及生物信息学分析[J]. 卢晓慧,朱志明,岳俊阳. 植物生理学报. 2018(05)
[3]盐胁迫下木本植物光合作用响应机制研究进展[J]. 张波,荣立苹,陈柳,曹飞. 上海农业科技. 2017(05)
[4]MicroRNA在植物抵御盐胁迫过程中的作用[J]. 刘晓威,杨秀艳,刘正祥,武海雯,张华新,朱建峰. 生物技术通报. 2017(12)
[5]Advances in the Role of DNA Methylation and miRNAs in Plant Defense[J]. Pengfei WANG,Xilong JIANG,Xinying WU,Ling SU,Fengshan REN,Yongmei WANG. Agricultural Biotechnology. 2017(03)
[6]外源糖对盐胁迫下小黑麦幼苗糖代谢的影响[J]. 王丽华,李改玲,李晶,左师宇,曹鑫波,佟昊阳,魏湜. 麦类作物学报. 2017(04)
[7]香蕉叶片响应盐胁迫转录组分析[J]. 吉福桑,李元元,唐露,王文昌,李新国. 分子植物育种. 2017(03)
[8]五种苹果砧木的生长及生理特性对盐胁迫的响应[J]. 张志晓,曾丽蓉,赵嘉菱,郭冰鑫,王燕,骆建霞,郑鑫,田雪. 北方园艺. 2017(03)
[9]磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶介导的草酰乙酸回补途径对谷氨酸棒杆菌V1氨基酸代谢的影响[J]. 张旦旦,仇爱梅,鲍勇,窦文芳,许正宏. 微生物学通报. 2017(08)
[10]新疆野苹果幼苗对盐胁迫的生理响应[J]. 于玮玮,曹波,龙鸿,李慧,李爱,阎国荣. 华北农学报. 2016(01)
博士论文
[1]野生二粒小麦优异耐盐种质的鉴定及其相关基因的发掘[D]. 冯克伟.西北农林科技大学 2018
[2]N-glvcan成熟的生物学功能研究[D]. 刘传发.南京大学 2016
[3]miR168启动子功能特异性解析及microRNA在苹果果皮着色过程中的功能研究[D]. 曲东.西北农林科技大学 2016
[4]小麦渐渗系新品种山融3号耐盐表达谱和耐盐相关基因研究[D]. 李翠玲.山东大学 2008
硕士论文
[1]红花幼苗盐胁迫响应的转录组分析及相关基因功能研究[D]. 聂秋宇.湖南大学 2018
[2]低温胁迫下冬小麦糖酵解代谢对外源SA的响应[D]. 孟德义.东北农业大学 2017
[3]NaCl处理对酸枣苗AsA-GSH循环的影响与miRNA靶基因降解组分析[D]. 吕新民.石河子大学 2017
[4]新疆野苹果（Malus sieversii）生态调查及生长发育的生物学基础研究[D]. 刘彬.天津农学院 2016
[5]NaCl胁迫下新疆野苹果和八棱海棠实生苗的耐盐特性比较研究[D]. 马兰.新疆农业大学 2016
[6]NaCl胁迫对酸枣幼苗离子吸收分配与microRNA表达的影响[D]. 靳娟.石河子大学 2016
[7]陆地棉光合系统ⅡPsbR基因的克隆与表达分析[D]. 李衡.石河子大学 2014
[8]盐胁迫下两个甜瓜品种的转录组分析[D]. 陈嘉贝.上海交通大学 2014
[9]胡杨果糖-1,6-二磷酸醛缩酶的定位及功能研究[D]. 胡月.北京林业大学 2013
[10]野生大豆盐胁迫相关microRNA的功能分析[D]. 许硕.中国农业科学院 2011
本文编号：2950747
【文章来源】： 何晨晨 石河子大学
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
NaC1胁迫下新疆野苹果叶片差异基因的的Go功能注释分类统计图
基于microRNA及转录组测序筛选新疆野苹果幼苗响应NaCl胁迫相关基因12图2-2NaC1胁迫下新疆野苹果叶片KEGGPathway富集结果柱状图Fig.2-2histogramofKEGGPathwayenrichmentresultsinMalussieversiileavesunderNaClStress注：横坐标为pathway名称，纵坐标为每个pathway富集的-log10（P-value）。Note:thex-coordinateisthepathwayname,andthey-coordinateisthe-log10(P-value)enrichedbyeachpathway.2.2.6NaC1胁迫下新疆野苹果叶片与光合作用相关的差异基因在光合作用通路中共有24个差异表达基因；PSI中有5个DEGs，NaCl胁迫6h时，（PhotosystemIreactioncentersubunitIVA,PsaE)、(PhotosystemIsubunitO,PsaO）两个基因上调表达，（PhotosystemIreactioncentersubunitV,PsaG）、（PhotosystemIreactioncentersubunitVI-2,PsaH）、（PhotosystemIreactioncentersubunitN,PsaN）为下调表达，NaCl胁迫48h时均表现为下调。PSII中存在15个DEGs，NaCl胁迫6h和48h时全部表现为下调。细胞色素b6/f复合体（Cytochromeb6/fcomplex,Cytb6/f复合体）中含有1个DEG，光合电子传递链中有1个DEG，F型ATP酶中有1个DEG（表2-7）。说明NaCl胁迫可能使这几种复合体结构和功能发生改变，且PSII受NaCl胁迫较为明显，导致叶绿体结构遭到破坏，从而影响新疆野苹果幼苗的光合作用。表2-7NaC1胁迫下新疆野苹果叶片光合作用通路中差异表达基因Table2-7DifferentiallyexpressedgenesinthephotosyntheticpathwayofMalussieversiileavesunderNaClStress基因IDGene_IDFPKMvaluelog2FC基因注释AnnotationLCK6hLCK48hLNa6hLNa48hLCK6hvsLNa6hLCK48hvsLNa48h
nhibitorresponse1（TIR1）HF2910535.9839.8212.4419.63-1.59931-1.28541phytochromeinteractingfactor3-like6（PIL13）HF380126.938.923.218.90-1.13963-0.29134phytochromeinteractingfactor3（PIL15）HF4200313.128.962.806.57-2.30823-0.76377Histidinekinase4（AHK4）HF079742.603.170.341.72-2.94598-1.15889Histidinekinase4（AHK4）HF12139307.94127.02366.01117.580.17021-0.35927GRR1-likeprotein1(GRR)2.2.8NaC1胁迫下新疆野苹果叶片差异基因qRT-PCR结果2.2.8.1NaC1胁迫下新疆野苹果叶片RNA提取结果图2-3新疆野苹果叶片RNA质量检测结果图Fig.2-3RNAqualitytestresultsofMalussieversiileaves注：1-3为LCK6h，4-6为LCK48h，7-9为LNa6h，10-12为LNa48h。2.2.8.2NaC1胁迫下新疆野苹果叶片qRT-PCR结果从转录组分析结果中筛选出6个与光合作用相关4个与植物激素信号转导相关的候选基因HF29915（PsaE）、HF17006（PsaN）、HF29102（PsbP）、HF22752（PsbW）、HF31250（PsbO）、HF33560（Psb27-1）、HF25239（PP2C37）、HF40928（SAPK2）、HF34022（PIF4）、HF34595（SRK2A），通过qRT-PCR分析在不同处理中的表达水平，并与转录组分析结果进行比较，基因的表达趋势基本一致（图2-4）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]NaCl处理对酸枣幼苗内源激素含量的影响[J]. 涂文文,鲁晓燕,王晓丽,白茹. 新疆农业科学. 2018(12)
[2]藏红花柱头小RNA高通量测序及生物信息学分析[J]. 卢晓慧,朱志明,岳俊阳. 植物生理学报. 2018(05)
[3]盐胁迫下木本植物光合作用响应机制研究进展[J]. 张波,荣立苹,陈柳,曹飞. 上海农业科技. 2017(05)
[4]MicroRNA在植物抵御盐胁迫过程中的作用[J]. 刘晓威,杨秀艳,刘正祥,武海雯,张华新,朱建峰. 生物技术通报. 2017(12)
[5]Advances in the Role of DNA Methylation and miRNAs in Plant Defense[J]. Pengfei WANG,Xilong JIANG,Xinying WU,Ling SU,Fengshan REN,Yongmei WANG. Agricultural Biotechnology. 2017(03)
[6]外源糖对盐胁迫下小黑麦幼苗糖代谢的影响[J]. 王丽华,李改玲,李晶,左师宇,曹鑫波,佟昊阳,魏湜. 麦类作物学报. 2017(04)
[7]香蕉叶片响应盐胁迫转录组分析[J]. 吉福桑,李元元,唐露,王文昌,李新国. 分子植物育种. 2017(03)
[8]五种苹果砧木的生长及生理特性对盐胁迫的响应[J]. 张志晓,曾丽蓉,赵嘉菱,郭冰鑫,王燕,骆建霞,郑鑫,田雪. 北方园艺. 2017(03)
[9]磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶介导的草酰乙酸回补途径对谷氨酸棒杆菌V1氨基酸代谢的影响[J]. 张旦旦,仇爱梅,鲍勇,窦文芳,许正宏. 微生物学通报. 2017(08)
[10]新疆野苹果幼苗对盐胁迫的生理响应[J]. 于玮玮,曹波,龙鸿,李慧,李爱,阎国荣. 华北农学报. 2016(01)
博士论文
[1]野生二粒小麦优异耐盐种质的鉴定及其相关基因的发掘[D]. 冯克伟.西北农林科技大学 2018
[2]N-glvcan成熟的生物学功能研究[D]. 刘传发.南京大学 2016
[3]miR168启动子功能特异性解析及microRNA在苹果果皮着色过程中的功能研究[D]. 曲东.西北农林科技大学 2016
[4]小麦渐渗系新品种山融3号耐盐表达谱和耐盐相关基因研究[D]. 李翠玲.山东大学 2008
硕士论文
[1]红花幼苗盐胁迫响应的转录组分析及相关基因功能研究[D]. 聂秋宇.湖南大学 2018
[2]低温胁迫下冬小麦糖酵解代谢对外源SA的响应[D]. 孟德义.东北农业大学 2017
[3]NaCl处理对酸枣苗AsA-GSH循环的影响与miRNA靶基因降解组分析[D]. 吕新民.石河子大学 2017
[4]新疆野苹果（Malus sieversii）生态调查及生长发育的生物学基础研究[D]. 刘彬.天津农学院 2016
[5]NaCl胁迫下新疆野苹果和八棱海棠实生苗的耐盐特性比较研究[D]. 马兰.新疆农业大学 2016
[6]NaCl胁迫对酸枣幼苗离子吸收分配与microRNA表达的影响[D]. 靳娟.石河子大学 2016
[7]陆地棉光合系统ⅡPsbR基因的克隆与表达分析[D]. 李衡.石河子大学 2014
[8]盐胁迫下两个甜瓜品种的转录组分析[D]. 陈嘉贝.上海交通大学 2014
[9]胡杨果糖-1,6-二磷酸醛缩酶的定位及功能研究[D]. 胡月.北京林业大学 2013
[10]野生大豆盐胁迫相关microRNA的功能分析[D]. 许硕.中国农业科学院 2011
本文编号：2950747
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