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《小麥苗期干旱、高溫和旱熱共脅迫轉(zhuǎn)錄表達譜及abd部分同源基因表達分化分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、小麥苗期干旱、高溫和旱熱共脅迫轉(zhuǎn)錄表達譜及ABD部分同源基因表達分化分析第一章：文獻綜述1.1引言隨著溫室效應(yīng)加劇，全球平均氣溫不斷升高，極端高溫天氣頻發(fā)，高溫脅迫已成為小麥生產(chǎn)中的一個重要限制因素。高溫脅迫是指環(huán)境溫度超過植物能夠耐受的程度從而對植物的生長發(fā)育造成不可逆轉(zhuǎn)的影響。根據(jù)研究報道，高溫能夠引起小麥葉片萎蔫、生長勢減弱、對病蟲抗性降低、影響花的育性和籽粒發(fā)育，最終導(dǎo)致小麥產(chǎn)量下降，品質(zhì)變劣。（orisonetal.,2007)?非氣孔因素限制是指嚴重的干旱脅迫能導(dǎo)致參與光合作用酶的活性降低，例如干旱脅迫能嚴重降低植物光合作用C3途徑中的關(guān)鍵酶核酮糖-1,5-二磷
2、酸羧化酶/加氧酶（Rubisco,Ribulosebisphosphatecarboxylaseoxygenase)和PEP羧化酶的活性，影響核酮糖-1，5-二磷酸(RuBP)的再生，導(dǎo)致光合速率降低(馮福生和葛東俠，1990;Tezaraetal.,1999;Parryetal.,2002)。高溫脅迫對植物光合作用的破壞也非常嚴重。一方面，高溫能夠破壞葉綠體膜和類囊體膜的超微結(jié)構(gòu)，降低葉綠素的合成（KumarTep;CharanTripathy,1998)；另一方面，高溫導(dǎo)致的次生氧化脅迫能破壞葉綠素，加速其降解，從而導(dǎo)致了細胞中葉綠素含量降低，光合效率下降（張哲等,20
3、10)。位于葉綠體類囊體膜上的光合系統(tǒng)II(PhotosynthesisII,PSII)是光合系統(tǒng)中對高溫最敏感的組分（Enamieta!.,1994;云建英等，2006)。有研究表明，中高溫度對PSn活性的抑制是可逆的（Sharkey,2005)，而嚴重的高溫能夠?qū)е峦庵芴炀€色素的失活，天線色素和PSZhou,2005;107苗期葉片旱熱脅迫轉(zhuǎn)錄表達譜分析研究表明，旱熱共脅迫并不等同于單獨干旱和高溫脅迫的簡單相加，這兩種脅迫能夠相互作用對植物造成更大的傷害，同時兩種脅迫信號的互作也能夠特異調(diào)控某些基因的表達和激活一些特殊代謝途徑(Rizhskyetai,2004;Szuc
4、setal,2010)。隨著基因芯片和高通量測序等組學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)有很多研究報道了小麥轉(zhuǎn)錄組對單獨干旱、高溫脅迫的響應(yīng)，但目前為止在小麥中對旱熱共脅迫響應(yīng)的研究尚不深入。因此，我們以小麥抗旱耐熱品種TAM107為材料，進行了1小時和6小時的干旱、高溫和旱熱共脅迫處理，并利用IlhiminaHiseq2000測序平臺進行了高通量轉(zhuǎn)錄表達譜分析。2.1材料和方法2.1.1供試材料小麥耐熱品種TAM107。2.1.2脅迫處理方法2.1.2.1種子消毒方法(1)將TAM107的種子先用無菌ddHzO漂洗三遍。(2)用有效氯3%的次氯酸鈉溶液消毒20分鐘。(3)用無菌ddHzO漂
5、洗大約5-6遍直到?jīng)]有明顯泡沫為止。2.1.2.2小麥幼苗培養(yǎng)條件為了使種子發(fā)芽一致，將消毒后的小麥種子置于鋪有兩層濾紙的無菌培養(yǎng)皿中4°C避光處理5天，直到大部分種子萌動。將萌動的種子腹溝朝下，方向一致均勾擺放在鋪有兩層濾紙的滅菌培養(yǎng)皿中，置于光照16h(22°C)/黑暗8h(18°C)的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。保持培養(yǎng)皿里的7K在稍微沒過種子的位置。第三章：小麥ABD部分同源基因響應(yīng)旱熱脅迫..........483.1分析方法.........483.1.1Triplets的篩選和序列比對.........483.1.2基于RNA-Seq的ABD部分
6、同源基因.........493.2分析結(jié)果.........513.3討論.........63第四章：小麥苗期葉片和旗葉高溫脅迫轉(zhuǎn)錄.........664.1材料和方法.........664.1.1供試材料和脅迫處理方法.........664.1.2芯片雜交實驗流程.........664.1.3數(shù)據(jù)方法.........664.2分析結(jié)果yerbe,2011)。據(jù)報道，苗期抗旱能力更強的小麥品種在成熟期遭受旱脅迫時產(chǎn)量也相對較高（MoudMaghsoudi，2008)。但作物苗期耐熱性與其成熟期耐熱性之間的關(guān)系目前研究較少。為了初步探究實驗室條件下苗期小麥的耐熱
7、機理和大田環(huán)境中的成熟期小麥是否相同，我們利用小麥全基因組芯片對比分析了苗期小麥葉片和灌槳中期旗葉在高溫脅迫下的轉(zhuǎn)錄表達譜。發(fā)現(xiàn)大部分(87.5%)高溫響應(yīng)基因在苗期葉片和旗葉中的響應(yīng)趨勢相同，只有很少基因（15.6%上調(diào)基因和12.5%下調(diào)基因）表現(xiàn)出苗期葉片或者旗葉特異的高溫脅迫響應(yīng)。芯片雜交實驗流程包括：總RNA提?。ǚ椒ㄒ姷谝徽拢?、雜交樣品的準備以及芯片雜交和掃描。后兩步都是由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)基因芯片實驗室完成。雜交樣品的準備包括cDNA的合成和純化、cDNA體外轉(zhuǎn)錄為cRNA、cRNA的生物素標定和純化、生物
