盐胁迫下外源褪黑素促进棉花种子萌发的生理及分子机制
发布时间：2021-12-11 00:35
棉花是我国重要的经济作物,种子萌发是其生长过程中的重要阶段,极易受到生物和非生物胁迫的伤害,盐害是影响棉花产量与品质的重要因素之一。褪黑素（Melatonin,MT）是广泛存在于动植物体中的一类小分子吲哚胺类物质,具有亲水和亲脂两种特性,极易进入种子内部,具有显著的抗氧化功能,能够提高逆境下种子的活力和萌发率。目前有关褪黑素对逆境下蔬菜和果树种子萌发调控效应研究较多,但对棉花种子萌发的调控效应研究较少。因此,本文以国欣棉9号为材料,以筛选出的150 mM NaCl作为胁迫浓度,通过测定种子萌发指标、抗氧化酶系、渗透调节物质、细胞膜透性物质、褪黑素与激素含量以及代谢酶活性,研究褪黑素对盐胁迫下棉花种子萌发的生理调控机制;并结合代谢组学和转录组学分析,探讨褪黑素对盐胁迫下棉花种子萌发的分子调控机制,为褪黑素的开发利用和棉花栽培调控提供依据。主要研究结果如下:1.外源褪黑素有效缓解了盐胁迫对棉花种子萌发的抑制作用。盐胁迫显著降低了棉花种子发芽率、发芽势及胚根长度,种子萌发后的鲜物质质量、干物质质量也明显降低。不同褪黑素浓度浸种24 h后,种子发芽率、胚根长及生.物量变化趋势不一。低浓度褪黑素...
【文章来源】：河北农业大学河北省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２褪黑素在植物中的合成＾??Ｆｉｇ．２?Ｔｈｅ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｐａｔｈｗａｙ?ｏｆ?ｍｅｌａｔｏｎｉｎ?ｉｎ?ｐｌａｎｔ［１７】??１．３褪黑素与植物的抗逆性??］．３．１褪黑素与干旱胁迫调控??
Ｐ管中，加入５００?ｐＬ含０．１％甲酸的８０％??甲醇水溶液，涡旋振荡，冰浴静置５?ｍｉｎ，?１５０００?ｒ／ｍｉｎ、４°Ｃ离心１０?ｍｉｎ，取一定量上清加质??谱级水稀释至甲醇含量为６０％，并置于带有０．２２?ｐｍ滤膜的离心管中，１５０００?ｒ／ｍｉｎ、４Ｔ：离??心ｌＯｍｉｎ，收集滤液，ＬＣ－ＭＳ进行分析。代谢产物的提取及鉴定由北京诺禾致源生物信息??科技有限公司进行。??２．２．１０．２试验流程及ＱＣ获取??本项目基于液质联用（ＬＣ－ＭＳ）技术进行非靶向代谢组学研宂，试验过程如图３。ＱＣ??样本是由待测样本等量混合制成，对待测样本进行检测。??＼?／代谢物定性＼??样本收柒）?＾定坫分析）??〈代谢ｉ提鹊?（ＬＣ?＜信＾＞析＞??图３代谢组实验流程??Ｆｉｇ．３?Ｍｅｔａｂｏｌｏｎｉｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ??２．２．１０．３生物信息分析??将质谱检测到的原始文件导入Ｃｏｍｐｏｕｎｄ?Ｄｉｓｃｏｖｅｒｅｒ?３．０?（ＣＤ）软件中，进行图像处理??及比对数据库，并对得到的数据进行质控，最后通过代谢通路等功能分析解释代谢物相关的??生物学意义。??９??
?ｍｉｎ，于蒸馏水中反复冲洗５次，最后置于超净工作台晾干。试验分为４个处??理：Ｚｅｒｏ?（Ｚ，?Ｏｈ，种子消毒晾干后取样）、ＣＫ?（蒸馏水处理）、Ｓ?（１５０ｍＭＮａＣｌ）、ＳＭ?（２０??ＨＭＭＴ＋１５０ｍＭＮａＣｌ）。种子在各浓度溶液中浸种２４ｈ后，于６ｈ、１２ｈ、２４ｈ取样，弃去??种皮，液氮冻存。每２０粒种子为１组，液氮研磨成粉末，２００?ｍｇ为一个重复，共设３个生??物学重复。??２．２．１１．２转录组分析??转录组数据委托北京诺禾致源生物信息科技有限公司完成，试验流程如图４所示。??娜键取丨ｆ检测．．．??ｍＲＮＡ富集??—＿：?）??双链ｃＤＮＡ合成??二二?…二??末端修鉍加Ａ和接头??片段选择和ＰＣＲＴｉｔｔ??Ｉ———ＩＴ—??文库检测??ｌｌｌｕｍｉｎａ?测序??图４转录组实验流程??Ｆｉｇ．４?Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ??２．２．１１．３?ｑＲＴ－ＰＣＲ?验证??根据ｃｏｔｔｏｎ数据库（ｈｔｔｐ：／／ｃｏｔｔｏｎｆｇｄ．ｏｒｇ）分析获得棉花ＣＤＳ序列，通过Ｐｒｉｍｅｒ５软件设??计引物，由上海生工生物工程有限公司合成，各引物序列见附录。??２．３数据处理及统计方法??采用ＳＰＳＳ２２．０软件（ＩＢＭ?Ｃｏｒｐ，?Ａｒｍｏｎｋ，?ＮＹ，?ＵＳＡ）进行数据统计分析，利用ＧｒａｐｈＰａｄ??Ｐｒｉｓｍ５．０?（ＧｒａｐｈＰａｄ?Ｓｏｆｔｗａｒｅ，Ｉｎｃ．?ＵＳＡ）进行图表绘制。??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]外源褪黑素对干旱胁迫下大豆鼓粒期生长特性的影响[J]. 曹亮,王明瑶,邹京南,于奇,金喜军,张玉先. 大豆科学. 2019(05)
[2]褪黑素对盐胁迫下棉花种子抗氧化酶活性及萌发的影响[J]. 陈莉,刘连涛,马彤彤,江丹,孙红春,张永江,张科,白志英,李存东. 棉花学报. 2019(05)
[3]外源褪黑素对干旱胁迫下向日葵幼苗生长、光合及抗氧化系统的影响[J]. 杨新元. 华北农学报. 2019(04)
[4]褪黑素预处理对高温下猕猴桃幼苗抗氧化能力的影响[J]. 夏惠,高帆,胡荣平,吕秀兰,梁东. 西北植物学报. 2019(08)
[5]干旱胁迫对黄柳雌雄扦插苗生长和生理特性的影响[J]. 马少薇,刘果厚,王蕾,兰庆,胥晓. 西北植物学报. 2019(07)
[6]基于广泛靶向代谢组学的竹黄活性成分分析[J]. 钱瑞,任锡毅,刘永翔,蒋选利. 菌物学报. 2019(05)
[7]Effect of Exogenous Melatonin on Seed Germination and Seedling Growth in Melon（Cucumis melo L.） Under Salt Stress[J]. José Luis Casta?ares,Carlos Alberto Bouzo. Horticultural Plant Journal. 2019(02)
[8]褪黑素处理对干旱胁迫下玉米种子萌发的影响[J]. 严加坤,周奇,刘莉. 山西农业科学. 2019(02)
[9]干旱胁迫下拟南芥中H2S与ABA信号关系研究[J]. 赵敏,王玥萱,徐运飞,赵启安,刘博,杨宁. 植物研究. 2019(01)
[10]外源褪黑素对高温胁迫下厚皮甜瓜幼苗光合及抗氧化特性的影响[J]. 陈倩云,刘海河,张彦萍,李田,左彬彬. 河北农业大学学报. 2019(01)
博士论文
[1]外源褪黑素对酸雨胁迫下番茄（Solanum lycopersicum L.）生长发育和转录组的影响研究[D]. Biswojit Debnath.福建农林大学 2019
[2]褪黑素和液泡膜Na+（K+）/H+逆向转运蛋白调控柳枝稷耐盐机制研究[D]. 黄艳华.中国农业大学 2018
[3]西伯利亚白刺对盐胁迫的分子与生理代谢响应机制研究[D]. 李焕勇.中国林业科学研究院 2018
[4]褪黑素处理对渗透胁迫下黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响及其分子机制[D]. 张娜.中国农业大学 2014
硕士论文
[1]褪黑素对温度胁迫下茶树生理代谢的影响[D]. 魏吉鹏.中国农业科学院 2019
[2]外源褪黑素促进盐胁迫下玉米种子萌发的分子机理[D]. 徐暑晖.扬州大学 2018
[3]盐胁迫下野大豆（Glycine soja）和栽培大豆（Glycine max）幼苗叶片代谢组学比较研究[D]. 张婧.东北师范大学 2017
[4]外源褪黑素对硝酸盐胁迫条件下黄瓜幼苗抗氧化系统及氮代谢的影响[D]. 王伟香.西北农林科技大学 2015
[5]棉花幼苗根系对盐胁迫的响应及机制[D]. 赵远伟.河北农业大学 2014
本文编号：3533687
【文章来源】：河北农业大学河北省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２褪黑素在植物中的合成＾??Ｆｉｇ．２?Ｔｈｅ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｐａｔｈｗａｙ?ｏｆ?ｍｅｌａｔｏｎｉｎ?ｉｎ?ｐｌａｎｔ［１７】??１．３褪黑素与植物的抗逆性??］．３．１褪黑素与干旱胁迫调控??
Ｐ管中，加入５００?ｐＬ含０．１％甲酸的８０％??甲醇水溶液，涡旋振荡，冰浴静置５?ｍｉｎ，?１５０００?ｒ／ｍｉｎ、４°Ｃ离心１０?ｍｉｎ，取一定量上清加质??谱级水稀释至甲醇含量为６０％，并置于带有０．２２?ｐｍ滤膜的离心管中，１５０００?ｒ／ｍｉｎ、４Ｔ：离??心ｌＯｍｉｎ，收集滤液，ＬＣ－ＭＳ进行分析。代谢产物的提取及鉴定由北京诺禾致源生物信息??科技有限公司进行。??２．２．１０．２试验流程及ＱＣ获取??本项目基于液质联用（ＬＣ－ＭＳ）技术进行非靶向代谢组学研宂，试验过程如图３。ＱＣ??样本是由待测样本等量混合制成，对待测样本进行检测。??＼?／代谢物定性＼??样本收柒）?＾定坫分析）??〈代谢ｉ提鹊?（ＬＣ?＜信＾＞析＞??图３代谢组实验流程??Ｆｉｇ．３?Ｍｅｔａｂｏｌｏｎｉｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ??２．２．１０．３生物信息分析??将质谱检测到的原始文件导入Ｃｏｍｐｏｕｎｄ?Ｄｉｓｃｏｖｅｒｅｒ?３．０?（ＣＤ）软件中，进行图像处理??及比对数据库，并对得到的数据进行质控，最后通过代谢通路等功能分析解释代谢物相关的??生物学意义。??９??
?ｍｉｎ，于蒸馏水中反复冲洗５次，最后置于超净工作台晾干。试验分为４个处??理：Ｚｅｒｏ?（Ｚ，?Ｏｈ，种子消毒晾干后取样）、ＣＫ?（蒸馏水处理）、Ｓ?（１５０ｍＭＮａＣｌ）、ＳＭ?（２０??ＨＭＭＴ＋１５０ｍＭＮａＣｌ）。种子在各浓度溶液中浸种２４ｈ后，于６ｈ、１２ｈ、２４ｈ取样，弃去??种皮，液氮冻存。每２０粒种子为１组，液氮研磨成粉末，２００?ｍｇ为一个重复，共设３个生??物学重复。??２．２．１１．２转录组分析??转录组数据委托北京诺禾致源生物信息科技有限公司完成，试验流程如图４所示。??娜键取丨ｆ检测．．．??ｍＲＮＡ富集??—＿：?）??双链ｃＤＮＡ合成??二二?…二??末端修鉍加Ａ和接头??片段选择和ＰＣＲＴｉｔｔ??Ｉ———ＩＴ—??文库检测??ｌｌｌｕｍｉｎａ?测序??图４转录组实验流程??Ｆｉｇ．４?Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔｏｍｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ??２．２．１１．３?ｑＲＴ－ＰＣＲ?验证??根据ｃｏｔｔｏｎ数据库（ｈｔｔｐ：／／ｃｏｔｔｏｎｆｇｄ．ｏｒｇ）分析获得棉花ＣＤＳ序列，通过Ｐｒｉｍｅｒ５软件设??计引物，由上海生工生物工程有限公司合成，各引物序列见附录。??２．３数据处理及统计方法??采用ＳＰＳＳ２２．０软件（ＩＢＭ?Ｃｏｒｐ，?Ａｒｍｏｎｋ，?ＮＹ，?ＵＳＡ）进行数据统计分析，利用ＧｒａｐｈＰａｄ??Ｐｒｉｓｍ５．０?（ＧｒａｐｈＰａｄ?Ｓｏｆｔｗａｒｅ，Ｉｎｃ．?ＵＳＡ）进行图表绘制。??１０??
【参考文献】：
期刊论文
[1]外源褪黑素对干旱胁迫下大豆鼓粒期生长特性的影响[J]. 曹亮,王明瑶,邹京南,于奇,金喜军,张玉先. 大豆科学. 2019(05)
[2]褪黑素对盐胁迫下棉花种子抗氧化酶活性及萌发的影响[J]. 陈莉,刘连涛,马彤彤,江丹,孙红春,张永江,张科,白志英,李存东. 棉花学报. 2019(05)
[3]外源褪黑素对干旱胁迫下向日葵幼苗生长、光合及抗氧化系统的影响[J]. 杨新元. 华北农学报. 2019(04)
[4]褪黑素预处理对高温下猕猴桃幼苗抗氧化能力的影响[J]. 夏惠,高帆,胡荣平,吕秀兰,梁东. 西北植物学报. 2019(08)
[5]干旱胁迫对黄柳雌雄扦插苗生长和生理特性的影响[J]. 马少薇,刘果厚,王蕾,兰庆,胥晓. 西北植物学报. 2019(07)
[6]基于广泛靶向代谢组学的竹黄活性成分分析[J]. 钱瑞,任锡毅,刘永翔,蒋选利. 菌物学报. 2019(05)
[7]Effect of Exogenous Melatonin on Seed Germination and Seedling Growth in Melon（Cucumis melo L.） Under Salt Stress[J]. José Luis Casta?ares,Carlos Alberto Bouzo. Horticultural Plant Journal. 2019(02)
[8]褪黑素处理对干旱胁迫下玉米种子萌发的影响[J]. 严加坤,周奇,刘莉. 山西农业科学. 2019(02)
[9]干旱胁迫下拟南芥中H2S与ABA信号关系研究[J]. 赵敏,王玥萱,徐运飞,赵启安,刘博,杨宁. 植物研究. 2019(01)
[10]外源褪黑素对高温胁迫下厚皮甜瓜幼苗光合及抗氧化特性的影响[J]. 陈倩云,刘海河,张彦萍,李田,左彬彬. 河北农业大学学报. 2019(01)
博士论文
[1]外源褪黑素对酸雨胁迫下番茄（Solanum lycopersicum L.）生长发育和转录组的影响研究[D]. Biswojit Debnath.福建农林大学 2019
[2]褪黑素和液泡膜Na+（K+）/H+逆向转运蛋白调控柳枝稷耐盐机制研究[D]. 黄艳华.中国农业大学 2018
[3]西伯利亚白刺对盐胁迫的分子与生理代谢响应机制研究[D]. 李焕勇.中国林业科学研究院 2018
[4]褪黑素处理对渗透胁迫下黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响及其分子机制[D]. 张娜.中国农业大学 2014
硕士论文
[1]褪黑素对温度胁迫下茶树生理代谢的影响[D]. 魏吉鹏.中国农业科学院 2019
[2]外源褪黑素促进盐胁迫下玉米种子萌发的分子机理[D]. 徐暑晖.扬州大学 2018
[3]盐胁迫下野大豆（Glycine soja）和栽培大豆（Glycine max）幼苗叶片代谢组学比较研究[D]. 张婧.东北师范大学 2017
[4]外源褪黑素对硝酸盐胁迫条件下黄瓜幼苗抗氧化系统及氮代谢的影响[D]. 王伟香.西北农林科技大学 2015
[5]棉花幼苗根系对盐胁迫的响应及机制[D]. 赵远伟.河北农业大学 2014
本文编号：3533687
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