农学水稻和大麦耐盐性的比较基因组学研究本科学位论文.doc

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1、水稻和大麦耐盐性的比较基因组学研究郭秋林（农学，3120100118）摘要：大麦（HordeumvulgareL.）是最耐盐的禾本科作物之一，其野生种质中蕴含丰富的耐性基因资源，这些基因通过各种分子机制调控植株的耐盐性。然而，水稻是禾本科作物中耐盐差的物种之一。但大麦和水稻在基因组序列及其表达模式上具有高度相似性。这些基因往往较保守，在生长中具有功能显著性和等效性，称为共有基因，含有一些转录因子、酶家族、结构蛋白等，这些基因的作用可能与耐盐性相关。本实验选用以水稻日本晴(Oryzasativasubsp.Japonica)和西藏野生大麦XZ26（Hordeumv

2、ulgatesubsp.spontaneum）为代表材料，用转录组测序寻找盐胁迫下大麦与水稻基因组中响应盐胁迫的共有基因和物种间特异表达基因，结合对应的耐盐表型与元素含量进行分析，初步探索大麦和水稻基因组与耐盐性的关系，从基因层面揭示大麦和水稻物种间耐盐的相关机理，为水稻耐盐性改良提供理论参考。关键词：盐胁迫；差异表达基因；表现型；元素含量;转录组测序。ComparativegenomicsanalysisofsalttolerancebetweenriceandbarleyQiu-linGuo(Agronomy,3120100118)Abstract:Amon

3、ggramineouscrops,barley(HordeumvulgareL.)isoneofthemostsalt-tolerantspecies,whichcontainsrichresourcesofsalt-tolerancegenesregulatingsalttoleranceofplantsinitswildgermplasm.However,riceissaltsensitive.Barleyandricehavehighsimilarityinthegenomesequencesandtheexpressionpatternofgenes.T

4、heseconservativegenesinbarleyandrice(cBRgenes)includingtranscriptionfactors,enzymefamilies,structuralproteinsmaintainthelawofgrowthregulation,whichplayingimportantrolesinsalttolerance.Inthisstudy,ricecultivarNipponbare(Oryzasativasubsp.Japonica)andaTibetanwildbarleyXZ26(Hordeumvulgat

5、esubsp.Spontaneum)wereselectedforthisresearch.ThecBRsdifferentlyregulatedinriceandbarleyundersaltstresswereidentifiedthroughRNA-seq.ThenthecorrelationbetweencBRsgenesandsalttoleranceinbarleyandricewasdiscussed,revealingthemechanismofsalttolerancebetweenthetwocropsatthegenomelevel,whi

6、chcouldprovideavaluablereferenceforimprovingandbreedinginrice.Keywords:Saltstress;differentiallyexpressedgenes;phenotype;elementcontent;RNA-seq.25目录1.引言32.研究背景综述32.1大麦的耐盐机理32.2大麦与水稻的耐盐性比较42.3转录组及其测序技术（RNA-seq）43.材料与方法43.1实验材料53.2植株处理与取样53.3元素含量测定63.4RNA提取与RNA-Seq分析63.5数据分析84.文献综述94.1

7、大麦和水稻耐盐性比较94.2盐胁迫对大麦及水稻元素含量的影响104.3盐胁迫下转录组分析145.讨论225.1响应基因的表达与耐盐性的关系225.2大麦和水稻耐盐性差异的基因组层面的探讨235.3研究展望及不足之处的改进23参考文献24251.引言土地盐渍化是全球农业生产所面临的严峻挑战之一，盐害的产生来源多种多样，最普遍的是植物蒸腾作用引发的地下矿质资源上升到土表，这一趋势随着全球变暖和精耕细作进一步加剧。目前，全球大约有8.31亿hm2的土地已受到盐渍化的威胁，而我国盐渍土面积约为3600万hm2[3]。盐害对植物的毒害作用主要有渗透抑制、矿质营养失调和离子

8、毒害等[2]。水稻是我国