沙冬青種質(zhì)資源與抗旱基因研究.pdf

1、蒙古沙冬青(Ammopiptanthusmongolicus)主要分布在我國西北地區(qū)的沙漠、荒漠區(qū)，是該區(qū)唯一的常綠闊葉灌木，具有很強(qiáng)的抗旱、抗寒等抗逆性。本研究以蒙古沙冬青(A.mongolicus)幼苗為實(shí)驗(yàn)材料，測定干旱脅迫下沙冬青幼苗葉片和根生理生化指標(biāo);采用454高通量測序技術(shù)建立了沙冬青根轉(zhuǎn)錄本數(shù)據(jù)庫，并進(jìn)行了相關(guān)分析;采用qRT-PCR技術(shù)檢測沙冬青抗旱相關(guān)基因的表達(dá)模式，以揭示沙冬青抗旱生理基礎(chǔ)和分子機(jī)制。結(jié)果如下:

2、r>　　 采用20％PEG6000脅迫處理1h-72h，沙冬青幼苗葉片的RWC、MDA含量和REL與對照相比沒有變化;經(jīng)過24h脅迫處理，沙冬青幼苗根的RWC與對照相比顯著降低，而MDA含量和REL顯著增加。脅迫處理6h，沙冬青幼苗葉片和根的脯氨酸含量均有大量積累。脅迫條件下沙冬青幼苗葉片的SOD活性表現(xiàn)為先降低后上升，POD活性略有增加，處理6h后CAT活性降低;沙冬青幼苗根中的SOD、CAT和POD活性隨脅迫時(shí)間加長而增加，72h

3、處理SOD和POD活性水平最高。上述研究結(jié)果說明，采用灌根法進(jìn)行模擬干旱脅迫處理，葉片和根中的相關(guān)生理響應(yīng)特征不盡相同，根的反應(yīng)較強(qiáng)。
　　 應(yīng)用454高通量測序技術(shù)得到沙冬青根轉(zhuǎn)錄組共672002條高質(zhì)量(HQ)序列，平均長度279bp。拼接序列27366條，包括14912個(gè)序列重疊群(contig)和12454條singleton，總長約14Mb。共9771個(gè)蛋白序列獲得了注釋，采用GO功能富集分析分別從生物學(xué)過程、細(xì)胞組分

4、和分子功能進(jìn)行分類。并根據(jù)GO功能富集分析，選擇了響應(yīng)滲透脅迫、氧化脅迫、激素刺激和光信號刺激等4類共計(jì)27個(gè)抗旱相關(guān)基因，采用qRT-PCR技術(shù)，以20％PEG6000脅迫1h和72h的沙冬青根為材料分析了表達(dá)模式，各自響應(yīng)的方式不同。以1h和72h脅迫處理皆為上調(diào)表達(dá)且相對表達(dá)量為2以上為標(biāo)準(zhǔn)確定干旱脅迫誘導(dǎo)的基因，共計(jì)獲得了4個(gè)基因，分別編碼糖苷水解酶家族蛋白、過氧化物酶超家族蛋白、谷胱甘肽過氧化物酶（GPX3）和向光反應(yīng)性NPH