Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 基于转录组的胡杨种子萌发耐旱机制及MYB基因家族研究 | |
| 曲文蕊 | |
| 出版年 | 2021 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 塔里木大学 |
| 中文摘要 | 胡杨(Populus euphratica Oliv.)主要分布在我国新疆等地,对稳定新疆极端干旱区荒漠河流地带的生态平衡具有不可替代的作用。种子萌发是植物生长发育的一个阶段,对植物繁殖及种群维持、扩展和恢复有着至关重要的意义。干旱荒漠区降水稀少,蒸发强烈,荒漠植物的种子常常以其特殊的萌发机制来确保在合适的时间与地点完成种子的萌发与幼苗的生长发育,从而保证在极端环境条件下得以生存和繁衍。MYB转录因子家族是植物中数量最多的转录因子家族之一,广泛参与植物生长发育、代谢、激素应答、生物胁迫和非生物胁迫等生理过程的调控。本研究在已发表的胡杨基因组数据基础上,开展了干旱胁迫和外源激素处理条件下萌发期的胡杨种子为材料,进行转录组和可变剪切分析,并基于转录组数据对胡杨MYB转录因子家族抗旱基因预测,得到以下主要研究结果:(1)胡杨种子萌发期干旱、外源激素条件下的转录组分析。分别用PEG、ABA、GA处理胡杨种子,比较处理前后的转录组差异,通过差异表达基因筛选,发现在PEG-VS-CK比较组中上调表达差异基因为4230个,下调差异表达基因为3385个;在ABA-VS-ABA_CK比较组中,上调表达基因为2858个,下调差异表达基因为4803个,在GA-VS-GA_CK比较组中,上调表达基因为1040个,下调差异表达基因为1276个。通过差异表达基因GO富集分析,推测胡杨种子耐旱基因通过调控ABA含量来调节其生长状况,GA激素处理的胡杨种子体内基因通过调控乙烯的含量来调控胡杨种子的萌发与休眠。转录因子分析发现在每个比较组的差异表达基因都鉴定出高数量的MYB、AP2-ERF>-ERF转录因子家族成员。因此推断MYB、AP2-ERF>-ERF在胡杨的响应干旱胁迫、外源激素响应发挥重要作用。(2)胡杨种子萌发期干旱、外源激素条件下的可变剪切分析。结果表明PEG、CK、ABA、ABA_CK、GA、GA_CK共6组胡杨种子萌发期处理样本中共有4893个基因发生了11239次可变剪切事件,其中RI(Retained introns)事件发生的频率最高,说明RI类型的可变剪切事件可能在胡杨种子在抗旱及外源激素调节过程中具有一定的生物学作用。各比较组间的差异表达基因和差异可变剪切基因共有基因数量很少,且预测的GO通路也不同,因此可以推测胡杨表达的基因可能通过基因差异表达和可变剪切两种独立调节形式来响应干旱胁迫和外源激素处理。(3)胡杨MYB类转录因子家族分析。通过对胡杨基因组进行基因家族鉴定,得到304个MYB转录因子,包括4类:MYB-related(119),R2R3-MYB(174),3R-MYB(3),4R-MYB(1)。对Pe MYBs基础分析表明,Pe MYBs在除13号染色体外的其他18条染色体上均有分布;MYB类转录因子家族在杨柳科相对保守,胡杨MYB转录因子与毛果杨亲缘关系最近。胡杨R2R3-MYB类转录因子可能参与生长发育、次生代谢、胁迫等生理过程;筛选得到了胡杨MYB类转录因子家族中的抗旱候选基因(Pe MYB29、Pe MYB30、Pe MYB128),为抗旱育种提供参考。 |
| 中文关键词 | 胡杨 ; MYB转录因子 ; 干旱胁迫 ; 转录组 ; 可变剪切 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | Q943.2;S792.11 |
| 来源机构 | 塔里木大学 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/355555 |
| 作者单位 | 塔里木大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 曲文蕊. 基于转录组的胡杨种子萌发耐旱机制及MYB基因家族研究[D]. 塔里木大学,2021. |
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