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四翅滨藜蛋白激酶、转录因子和抗氧化系统响应盐处理的转录组分析
李婵
出版年2019
学位类型硕士
学位授予单位兰州大学
中文摘要四翅滨藜(Atriplex canescens)又称灰毛滨藜,为藜科(Chenopodiaceae)滨藜属多年生C_4半常绿灌木,其生长速度快,营养价值较高、叶片四季常绿,是一种极具利用价值的优良饲草资源。同时,四翅滨藜还具有超强的耐旱性和抗盐性,可作为盐渍化荒漠地区植被恢复和防风固沙的重要物种。在长期适应盐渍环境过程中,四翅滨藜进化出了独特的抗盐机理,蕴含着丰富的抗逆基因资源。实验室前期研究已初步阐明了四翅滨藜抗盐的生理机制,并筛选到参与其离子转运、光合作用、水分平衡以及有机渗透调节物质合成等过程的功能基因。但是,目前对四翅滨藜适应盐渍环境过程中的蛋白激酶、转录因子和抗氧化系统相关的分子基础还不清楚,对此展开深入研究将有望为系统揭示该物种的逆境适应机理和挖掘关键抗逆基因奠定基础,这对于四翅滨藜这一资源植物自身的开发利用以及优良牧草的遗传改良均具有十分重要的理论意义。本论文采用RNA-seq高通量测序技术,对盐处理下四翅滨藜的转录组进行测序,在此基础上分析并初步筛选了蛋白激酶、转录因子、抗氧化酶和抗氧化剂合成等相关的差异表达基因,取得如下主要结果:1.对100 mmol/L NaCl处理的四翅滨藜幼苗的叶和根进行了转录组测序,获得70571条Unigene序列,其平均长度为961 bp。共有44121个Unigene在Nr、Nt、Swissprot、KEGG、COG、Interpro和GO数据库完成了功能注释,占总Unigene的62.5%。2.100 mmol/L NaCl处理下,四翅滨藜根和叶中大量与逆境响应相关的蛋白激酶编码基因显著上调。在盐处理6 h时,四翅滨藜类受体蛋白激酶(LRK、WAK、LRR)、MAPK/MAPKK/MAPKKK类蛋白激酶基因的表达显著上调;在盐处理24 h后,CDPK、RPK、MAPK/MAPKK/MAPKKK和类受体蛋白激酶相关编码基因高丰度表达,说明类受体蛋白激酶、RPK、CDPK和MAP激酶级联可能参与四翅滨藜响应盐渍环境的信号传递过程。3.100 mmol/L NaCl处理下,四翅滨藜叶中与逆境响应相关的HSF、ZF、bHLH、bZIP/HD-Zip、WRKY类转录因子家族编码基因持续上调表达,参与四翅滨藜叶响应盐处理的整个过程;短期盐处理(6 h)显著诱导了四翅滨藜根中HSF、ZF、MADS-box、bHLH、bZIP、MYB类转录因子相关编码基因的表达,而在盐处理后期(24 h),除了早期被诱导的转录因子,NAC、AP2/ERF和WRKY转录因子相关编码基因的表达也显著上调。说明上述转录因子可能在四翅滨藜响应盐渍环境的过程中发挥了重要功能。4.100 mmol/L NaCl处理下,四翅滨藜根和叶中大量抗氧化酶相关的编码基因显著上调。盐处理6 h显著诱导了GST、POD、GLP、CAT、PEX、SOD、GPX相关编码基因的表达;在盐处理24 h后,除SOD外,上述编码基因及MDAR、APX、GLR和TrX等抗氧化酶编码基因在四翅滨藜叶和根中的表达显著上调。说明SOD可能同CAT、PrxR/Trx、GPX途径一起参与盐处理早期四翅滨藜体内活性氧的清除过程;而CAT、GPX途径以及ASH-GSH循环可能在盐处理后期四翅滨藜活性氧清除进而减轻膜损伤中起关键作用。5.100 mmol/L NaCl处理6、24 h后,四翅滨藜叶中与黄酮类化合物合成相关的FLS、CHI、CHS、4CL、C4H、PAL编码基因显著上调;而在根中被显著诱导的有CHS、F3H、C4H、FLS、DFR相关编码基因。表明在盐处理下,四翅滨藜可通过增强苯丙烷途径以及黄烷酮、黄酮醇、二氢黄酮醇等的生物合成来提高黄酮类化合物的合成效率。
中文关键词四翅滨藜 ; 盐处理 ; 转录组 ; 差异表达基因 ; 蛋白激酶 ; 转录因子 ; 抗氧化系统
语种中文
国家中国
中图法分类号S548
来源机构兰州大学
资源类型学位论文
条目标识符http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/337747
作者单位兰州大学
推荐引用方式
GB/T 7714		 李婵. 四翅滨藜蛋白激酶、转录因子和抗氧化系统响应盐处理的转录组分析[D]. 兰州大学,2019.
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