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文檔簡介
1、鹽堿脅迫是制約棉花產量和品質提高的重要環(huán)境因子。提高棉花耐鹽堿性,對提高棉花生產具有重要意義。本研究針對萌發(fā)期和三葉期對棉花種質進行耐堿性鑒定。棉花三葉期是脅迫敏感時期,選用耐堿棉花陸地棉材料中9807,在三葉期對其進行不同鹽堿處理。分析其表型變化,并結合轉錄組數(shù)據(jù)比較分析耐鹽和耐堿之間的差異,挖掘棉花耐堿相關基因和調控網(wǎng)絡。對耐堿基因GhMGL11進行了初步功能分析,為棉花育種工作提供一定的參考。主要研究結果總結如下:
1、
2、對不同品種的棉花種質材料在萌發(fā)期進行堿處理,初步對棉花萌發(fā)期進行了耐堿性鑒定。25mM Na2CO3,萌發(fā)處理5d,計算種子相對胚根成活率作為耐堿性的鑒定指標,將種質耐堿性分為四個等級:抗、耐、不耐、敏,并對31份材料進行了耐堿性評價。對萌發(fā)期鑒定的8份材料進行了三葉期含水量和葉綠素含量的測定,結果顯示品種耐堿性與萌發(fā)期結果基本一致。通過萌發(fā)期鑒定和三葉期篩選,得到耐堿性陸地棉材料中9807,用作下一步轉錄組分析的試驗材料。
3、2、對陸地棉中9807三葉期進行不同的鹽堿處理(Na2CO3,NaCl和NaOH),在根和葉中分別找到25929個、6564個差異表達基因(DEGs)。其中對Na2CO3脅迫下根和葉共有的762個差異基因進行了聚類分析,找出表達模式相同的cluster,挖掘出特異性表達的耐堿候選基因(A12G2168:胱硫醚γ-合成酶基因GhMGL11)。
3、在陸地棉中克隆了GhMGL11基因,該基因的編碼區(qū)序列全長1359bp,編碼452
4、個氨基酸,親水性蛋白,亞細胞定位于細胞質,無信號肽。含有保守結構域Cys_Met_Meta_PP,屬于PLP(Pyridoxal phosphate)依賴性氨基轉移酶。陸地棉中存在23個含有Cys_Met_Meta_PP結構域的基因。通過轉基因的方法將該基因導入擬南芥中,過表達GhMGL11基因的擬南芥萌發(fā)期根長增加,VIGS沉默GhMGL11基因的棉花幼苗對堿脅迫的傷害更敏感。
4、棉花在NaCl脅迫下,SOS(salt o
5、verly sensitive)、NHX(Na+/H+exchanger)、CHX(Cation/H+exchangers)等參與調控離子穩(wěn)態(tài)的基因顯著上調表達;NaOH脅迫下,調控糖代謝相關基因顯著上調表達。Na2CO3脅迫下,高pH對植物細胞造成損傷,引起細胞中調控果膠合成酶相關基因的表達,加固細胞壁合成,從而抵御高pH傷害。ATPase的水解作用產生H+,中和細胞質的OH-。同時,還會引起植物激素信號轉導和ROS關鍵酶活性的激活來
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