沙冬青种质资源与抗旱基因研究.pdf

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1、摘要蒙古沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus)主要分布在我国西北地区的沙漠、荒漠区，是该区唯一的常绿阔叶灌木，具有很强的抗旱、抗寒等抗逆性。本研究以蒙古沙冬青(么。mongolicus)幼苗为实验材料，测定干旱胁迫下沙冬青幼苗叶片和根生理生化指标；采用454高通量测序技术建立了沙冬青根转录本数据库，并进行了相关分析；采用qRT-PCR技术检测沙冬青抗旱相关基因的表达模式，以揭示沙冬青抗旱生理基础和分子机制。结果如下：采用20％PEG6000胁迫处理lh．72h，沙冬青幼苗叶片的RWC、MDA含量和REL与对照相比没有变化；

2、经过24h胁迫处理，沙冬青幼苗根的RWC与对照相比显著降低，而MDA含量和REL显著增加。，胁迫处理醯，沙冬青幼苗叶片和根的脯氨酸含量均有大量积累。胁迫条件下沙冬青幼苗叶片的SOD活性表现为先降低后上升，POD活性略有增加，处理6h后CAT活性降低；沙冬青幼苗根中的SOD、CAT和POD活性随胁迫时间加长而增加，72h处理SOD和POD活，性水平最高。上述研究结果说明，采用灌根法进行模拟干旱胁迫处理，叶片和根中的相关生理响应特征不尽相同，根的反应较强。应用454高通量测序技术得到沙冬青根转录组共672002条高质量(HQ)序列，平均长度279

3、bp。拼接序列27366条，包括14912个序列重叠群(contig)署H12454条singleton，总长约14Mb。共9771个蛋白序列获得了注释，采焉GO功能富集分析分别从生物学过程、缀臆组分黧分子功麓进行分类。并根据GO功麓富集分析，选择了响应渗透胁迫、氧化胁迫、激素刺激和光信号刺激等4类共计27个抗旱相关基因，采用qRT-PCR技术，以20％PEG6000胁迫lh和72h滤沙冬青撮为材料分析了表达模式，各塞响应酶方式不同。以lh和就纛胁遗处理皆为上调表达且裙对表达量必2以上为标准确定为干旱胁遗诱导酶基因，共计获得了4个基圜，分别编

4、码糖苷永解酶家族蟹融、过氧化物酶超家旗蛋白、谷胱甘肽过氧化物酶(㈣)和向光反应性NPH3家族蛋国；以lh和72h胁迫处理誉为下调表达且相对淡达量淹0．8戳下为标准确定炎干旱蓊追掷制酶基因，共计获褥了4个基箧，分雾l编码麟永素家族蛋自(EPd914)、硫酸盐转运予(S磁豫j?3)、硫氧还爨漱和向光反应性NPH3寨族蛋白。本研究为深入开展沙冬青抗旱机瑷积抗旱基因的研究夔定了基础。美键谰：沙冬青，干旱胁迫，抗氧化酶，转录缀，qRT-PCRABSTRACTAstheonlyevergreenbroad—leafshrubinthenorthweste

5、mdesertofChina，Ammopiptanthusmongolicusshowsverystrongresistancetodroughtandcold。InordertoexplorethephysicalandmolecularmechanismsunderlyingthedroughttoleranceinA．mongolicus，weanalyzedphysiologicalandbiochemicalcharacteristicsinA．mongolicusseedlingunderdroughtstress。Weperfo

6、rmedlarge—scaletranscriptomesequencingofA。mongolicusrootusingRoche／454next—generationsequencingtechnology；andthedroughtresponsivegenesofA．mongolicusdifferentiallyexpressedunderdroughttreatmentwereidentifiedbyfurtherquantitativereal-timePCRanalysis．Theresultsarediscussedasfo

7、llow：TheRWC，MDAandRELintheleafofA。mongolicusseedlingdidnotchangecomparedwithcontrolundertreatmentof20％PEG6000for1h一72h．After24hdroughtstress，RWCoftherootofA．mongolicusseedlingdecreasedsignificantly,whileMDAandRELincreased。Theprolineaccumulatedabundantlyinbothleavesandrootso

8、fA。mongolicusafter6hdroughtstress．Inthedroughtcondition，theactivitiesofSOD，CATandP