玉米幼苗根系响应NaHCO_3胁迫代谢调控相关基因分离.pdf

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1、10223Q784XS13106707f.!iL$1c.i'-..t1L~1:1i~±~ffli~}(.~*thEE**'~jc]J§lNaHC03J}j]'i§fti~1i~t~m*~~7t~1iJfJt~:t~~~YfP:~5f4~1t:1iJfJL:1JrPJ:~~~1£&7t-T~to/l~t-tfJF~~:~~~2016.0615;t=t1mJ~B~'iY:_~Mm~tt811iJf~~*,i3/G'E11570~1~~/t1IJ.-:R~A~~~~~•m~~~&~~~w~mtt~MMo~ft-~I~~~~m*~~m~~ff~~~~B~

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3、enumber：XS131067Confidentialdegree：PublicHeilongjiangBayiAgriculturalUniversityMasterDissertationGenesassociatedwithmetabolicseparationofmaizeinresponsetosalinitystressPostgraduate：HanYuSupervisor：ProfessorYangKe-junMajor：CropCultivationandGeoponicsStressPhysiologyandMolecular

4、Researchdirection：BiologyCollege：CollegeofAgricultureDaqingChinaJune,2016摘要植物受到盐碱胁迫影响日趋严重。本实验通过利用转录组测序技术和代谢组学技术获得玉米幼苗根系盐碱胁迫的差异表达基因和代谢途径，筛选出响应盐碱胁迫的bZIP转录因子基因及磷脂酶基因家族，并对其进行功能初步鉴定。研究内容主要包括：（1）利用LC/MS技术对NaHCO3处理不同时间点玉米根系进行代谢组学分析，获得响应盐碱胁迫差异代谢物，并结合转录组数据对差异代谢物进行代谢途径归属；（2）采用高通量测序技术对Na

5、HCO3处理不同时间点玉米根系进行转录组测序，获得差异表达基因，对差异表达基因进行功能显著富集分析和代谢通路富集分析，并对部分差异表达基因进行qRT-PCR验证；（3）对响应NaHCO3胁迫的bZIP基因进行不同处理和不同生育期定量分析，并进行基因克隆和植物过表达载体构建；（4）获得响应NaHCO3胁迫磷脂酶基因家族的转录数据，对ZmPLDs基因家族进行蛋白结构域分析、蛋白系统进化分析、染色体定位、基因结构分析，对ZmPLDɑs进行定量分析。主要结果如下：获得响应NaHCO3胁迫差异代谢物40个，分为四种变化方式，差异代谢物主要分布在氧化还原、渗透

6、调节、激素变化、膜脂透性等代谢途径。获得响应NaHCO3胁迫差异表达基因1265个，对差异表达基因进行功能富集分析发现主要在分子功能、细胞组分、生理过程三个方面富集，分子功能主要富集的功能有氧化还原酶活性、醇脱氢酶活性、谷胱甘肽转移酶活性、蛋白异二聚体活性、铜离子结合、核糖体的结构成分等；细胞组分主要富集在细胞外围、质膜、固有质膜、核小体、蛋白质-DNA复合物等；生理过程主要富集在逆境响应、非生物胁迫响应、糖代谢等。对差异基因进行代谢通路归属分析发现基因富集在氨基酸代谢、糖代谢、响应激素等代谢途径中。对ZmbZIP基因进行不同处理和不同生育时期定量

7、分析，结果表明ZmbZIP基因响应盐碱胁迫、干旱胁迫和ABA信号途径。对ZmbZIP基因克隆，构建植物表达载体，以便进一步探究ZmbZIP基因功能。对ZmPLDs基因家族进行生物信息学分析，共鉴定15个基因，发现他们分布在PLDs的α、β、ε、ζ四个亚家族中，并含有PLDs主要的C2结构域和PH结构域，基因在转录组数据中表达发生显著差异。关键词：玉米；NaHCO3胁迫；代谢；转录；bZIP；ZmPLDs；IAbstractPlantsaffectedbysalinity-alkalinitystresshavebecomeincreasinglys

8、erious.Differentlyexpressedgenesandmetabolicpathwayswereobtai