小麥漸滲系新品種山融3號(hào)耐鹽表達(dá)譜和耐鹽相關(guān)基因研究

《小麥漸滲系新品種山融3號(hào)耐鹽表達(dá)譜和耐鹽相關(guān)基因研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名：壟型至El期：4印。如培．·j關(guān)于學(xué)位論文使用授權(quán)的聲明一、本人完全了解山東大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留或向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)山東大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位

2、論文。(保密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定)論文作者簽名：盈導(dǎo)師簽名：絲日期：竺墮山東大學(xué)博士學(xué)位論文小麥漸滲系新品種山融3號(hào)耐鹽表達(dá)譜和耐鹽相關(guān)基因研究中文摘要植物的耐鹽性是由多基因控制的復(fù)雜的數(shù)量性狀，鹽脅迫應(yīng)答相關(guān)的基因涉及到代謝、細(xì)胞防御、能量、離子平衡和轉(zhuǎn)運(yùn)、細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂等諸多方面，所有這些基因構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。因此，對(duì)鹽漬脅迫下植物基因表達(dá)整體概況的研究有助于我們更好的理解植物的耐鹽機(jī)制。耐鹽小麥品種山融3號(hào)是小麥品種濟(jì)南177(TriticumaestivumL2n=42)與其小麥族偃麥草屬禾草長(zhǎng)穗偃麥草(Thinopyrumponticum2n=70)經(jīng)過不對(duì)稱體細(xì)胞雜交技

3、術(shù)獲得的體細(xì)胞雜種漸滲系。遺傳及生理生化的分析表明，該品種含有長(zhǎng)穗偃麥草染色體小片段，耐鹽指數(shù)及各項(xiàng)生理生化指標(biāo)均其耐鹽性明顯優(yōu)于親本小麥。山融3號(hào)不同于其它耐鹽相關(guān)研究所利用的單一遺傳背景的材料，其耐鹽性由主效基因和微效基因共同控制。本文利用小麥全基因組芯片，研究了山融3號(hào)及其親本濟(jì)南177經(jīng)不同時(shí)間鹽脅迫后不同組織的誘導(dǎo)表達(dá)譜，從轉(zhuǎn)錄組的水平對(duì)小麥鹽脅迫誘導(dǎo)基因表達(dá)情況進(jìn)行分析，并從山融3中克隆了3個(gè)耐鹽相關(guān)基因，進(jìn)行了功能研究，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果包括：1．利用Anymetrix小麥基因芯片分析小麥鹽脅迫誘導(dǎo)的基因表達(dá)譜采用Aff3anetrix小麥全基因組芯片(C；eneCllipWh

4、eatGenomeArray)，首次構(gòu)建了小麥體細(xì)胞雜交耐鹽品種山融3號(hào)及其親本濟(jì)南177鹽脅迫誘導(dǎo)的表達(dá)譜，一共獲得6504個(gè)差異表達(dá)探針，代表了5,577個(gè)鹽脅迫誘導(dǎo)的差異表達(dá)基因。主要參與主要包括脅迫響應(yīng)、鈣離子結(jié)合、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、氮代謝、氨基酸代謝以及氧化還原等過程。在鹽脅迫下根系中的差異表達(dá)基因比葉片中的大約多一倍，由于根系直接面對(duì)鹽脅迫，所以其差異表達(dá)基因多與離子吸收有關(guān)，主要包括許多水通道蛋白、鈣依賴的鉀離子通道以及一些非選擇性通道蛋白等。對(duì)鹽脅迫特異性誘導(dǎo)或者抑制表達(dá)探針的分析表明液泡膜鈉氫逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因Na+／hT+antiporter(NHXl)、液泡膜焦磷酸酶基因PPas

5、e和TaHKTl在山融3號(hào)和濟(jì)南177中差異表達(dá)，揭示離子吸收和區(qū)隔化的調(diào)控可能在山融3號(hào)的耐鹽中起了重要作用。部分重要鹽脅迫響應(yīng)相關(guān)基因在山融3號(hào)和濟(jì)南177之間也存在差異表達(dá)，ABA合成途徑相關(guān)基因以及ABA響應(yīng)的因子，JA以及GA信號(hào)途徑的有關(guān)基因山東大學(xué)博十學(xué)位論文在鹽脅迫后均上調(diào)表達(dá)，表明在小麥中激素途徑與逆境響應(yīng)途徑也有交叉。組蛋白可以通過轉(zhuǎn)錄后修飾來誘導(dǎo)或者抑制許多功能基因的表達(dá)，它們?cè)邴}脅迫后的大量下調(diào)表達(dá)暗示其在山融3號(hào)的鹽脅迫應(yīng)答中起作用，值得我們進(jìn)一步研究。2．小麥耐鹽相關(guān)基因TaCHP的全長(zhǎng)eDNA克隆及初步的功能分析對(duì)一個(gè)功能未知的鋅指蛋白基因TaCHP進(jìn)行了克隆和

6、測(cè)序，表達(dá)譜分析發(fā)現(xiàn)鹽脅迫后TaCHP在根系中特異性表達(dá)，而且在山融3號(hào)和濟(jì)南177間有明顯的差異表達(dá)。TaCHP表達(dá)不受干旱脅迫、氧化脅迫的影響，而ABA脅迫后其表達(dá)譜與鹽脅迫的表達(dá)一致，·推測(cè)勛刪P基因在山融3號(hào)的表達(dá)與滲透脅迫和氧化脅迫無關(guān)，可能是鹽脅迫和ABA響應(yīng)途徑共同的調(diào)控因子。組織原位雜交結(jié)果表明TaCHP在山融3號(hào)根系成熟區(qū)的皮層細(xì)胞和導(dǎo)管細(xì)胞中都有表達(dá)，說明TaCHP基因參與了山融3號(hào)的鹽脅迫過程。TaCHP的蛋白結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)TaCHP的氨基酸序列包含三個(gè)植物特有的鋅指蛋白結(jié)構(gòu)域一DCldomain，推測(cè)其可能參與了植物磷酸肌醇參與逆境脅迫的響應(yīng)途徑。擬南芥中過量表達(dá)TaC

7、HP基因后，轉(zhuǎn)基因植株的抗鹽性生長(zhǎng)明顯好于對(duì)照，說明外源基因的插入和過量表達(dá)可能提高了轉(zhuǎn)基因株系對(duì)于Na+的耐受性。3．小麥中耐鹽相關(guān)的蛋白酶抑制劑基因TaWRSl5的分析從山融3號(hào)和其親本中克隆了TaWSM5基因。該基因在DDRT和基因芯片檢測(cè)中都受到鹽脅迫誘導(dǎo)表達(dá)。TaWSRl5編碼一個(gè)小麥中的BBI型蛋白酶抑制劑(Bowman-BirktypeProteaseInhibitor)，具有胰蛋白酶抑制活性。