采用耐鹽南瓜砧木嫁接可以有效增強(qiáng)黃瓜對(duì)鹽脅迫的耐受性。黃瓜和南瓜同屬葫蘆科作物,基因組測(cè)序已完成,但缺乏從組學(xué)水平解析不同砧穗組合嫁接耐鹽差異的分子機(jī)制。本文構(gòu)建了黃瓜自嫁、南瓜自嫁、黃瓜嫁接南瓜和南瓜嫁接黃瓜四種嫁接組合,鹽脅迫下對(duì)四種嫁接組合的砧木根系、砧木下胚軸、接穗莖、接穗葉柄、接穗葉片、接穗生長點(diǎn)進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析。建立了南瓜的發(fā)根基因編輯體系,并研究了鹽脅迫響應(yīng)關(guān)鍵基因Cmo NAC1的功能,主要結(jié)果如下:1. 南瓜和黃瓜嫁接組合在鹽脅迫下的K⁺含量調(diào)控上存在著砧穗互作。砧木根系能夠影響接穗葉片的K⁺含量,當(dāng)砧木為南瓜時(shí),鹽脅迫下接穗葉片能夠維持更高的K⁺水平。接穗葉片能夠反饋調(diào)節(jié)根系鹽脅迫下的K⁺含量,與自嫁黃瓜根系相比,當(dāng)接穗為南瓜葉片時(shí)黃瓜砧木根系鹽脅迫下具有更低的K⁺含量。南瓜葉片相比于黃瓜葉片具有更好的保水能力和組織耐鹽性。2. 轉(zhuǎn)錄組分析表明嫁接植株根系和葉片響應(yīng)鹽脅迫的差異基因表達(dá)受到了砧穗互作的調(diào)控。南瓜砧木根系中差異基因大量上調(diào)表達(dá),黃瓜根系大量下...

【文章頁數(shù)】：149 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮略詞表
第一章 前言
    1.1 課題的提出
    1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 鹽脅迫下植物的適應(yīng)機(jī)制
        1.2.2 利用組學(xué)手段解析植物耐鹽機(jī)制的研究進(jìn)展
        1.2.3 耐鹽功能基因的研究進(jìn)展
        1.2.4 嫁接作物鹽脅迫適應(yīng)機(jī)制的研究進(jìn)展
    1.3 本研究的目的意義和內(nèi)容
        1.3.1 目的和意義
        1.3.2 研究內(nèi)容
第二章 黃瓜和南瓜四種互嫁組合的耐鹽性評(píng)價(jià)
    2.1 材料和方法
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 嫁接植株的鹽脅迫處理
        2.1.3 水分脅迫耐受性評(píng)價(jià)
        2.1.4 葉綠素含量和PSII最大光化學(xué)效率的測(cè)定
        2.1.5 Na⁺、K⁺含量的測(cè)定
        2.1.6 統(tǒng)計(jì)分析
    2.2 結(jié)果與分析
        2.2.1 不同NaCl濃度對(duì)黃瓜和南瓜嫁接組合耐鹽性的影響
        2.2.2 嫁接改變了植株Na⁺、K⁺積累模式
        2.2.3 南瓜葉片具有更好的組織耐鹽性和保水能力
    2.3 討論
        2.3.1 根系限制和區(qū)域化Na⁺是作物最主要的耐鹽機(jī)制
        2.3.2 鹽脅迫下K⁺含量的變化受到砧穗互作的調(diào)控
    2.4 小結(jié)
第三章 南瓜與黃瓜互嫁組合鹽脅迫響應(yīng)轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析
    3.1 材料和方法
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.1.2 嫁接及鹽脅迫處理
        3.1.3 取樣及RNA提取
        3.1.4 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序與分析
        3.1.5 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的q RT-PCR驗(yàn)證
        3.1.6 生理指標(biāo)的測(cè)定
        3.1.7 黃瓜和南瓜基因家族成員比較與分析
        3.1.8 富集分析
        3.1.9 統(tǒng)計(jì)分析
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)質(zhì)量分析
        3.2.2 轉(zhuǎn)錄組樣品相關(guān)性、聚類和差異表達(dá)基因分析
        3.2.3 鹽脅迫下四種嫁接組合根系和葉片DEGs差異分析
        3.2.4 鹽脅迫下四種嫁接組合根系DEGs的 Go富集分析
        3.2.5 鹽脅迫下四種嫁接組合葉片DEGs的 Go富集分析
        3.2.6 鹽脅迫下鉀離子通道蛋白分析
        3.2.7 鹽脅迫下水通道蛋白分析
        3.2.8 鹽脅迫下轉(zhuǎn)錄因子分析
        3.2.9 南瓜屬作物基因組具有更高比例的多拷貝基因
        3.2.10 南瓜傾向保留更多的轉(zhuǎn)錄因子家族成員
        3.2.11 南瓜轉(zhuǎn)錄因子與轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因、抗氧化基因在根系中共表達(dá)
        3.2.12 南瓜不同類型轉(zhuǎn)錄因子的鹽脅迫響應(yīng)差異分析
        3.2.13 南瓜NAC轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)特性分析
    3.3 討論
        3.3.1 砧穗互作影響鹽脅迫下不同嫁接組合響應(yīng)基因的表達(dá)
        3.3.2 轉(zhuǎn)錄因子參與鹽脅迫信號(hào)的響應(yīng)與耐鹽功能基因的調(diào)控
        3.3.3 基因組中轉(zhuǎn)錄因子的保留和植物抗逆性形成有關(guān)
        3.3.4 NAC轉(zhuǎn)錄因子在南瓜砧木嫁接耐鹽中起著重要作用
    3.4 小結(jié)
第四章 南瓜發(fā)根基因編輯體系的建立與CmoNAC1 轉(zhuǎn)錄因子的功能解析
    4.1 材料和方法
        4.1.1 南瓜NAC基因家族鑒定
        4.1.2 南瓜NAC基因家族序列分析
        4.1.3 NAC基因家族的表達(dá)分析
        4.1.4 CmoNAC1 亞細(xì)胞定位分析
        4.1.5 CmoNAC1 轉(zhuǎn)錄活性分析
        4.1.6 CmoNAC1 的酵母單雜篩選
        4.1.7 CmoNAC1 過表達(dá)擬南芥
        4.1.8 擬南芥的抗性評(píng)價(jià)
        4.1.9 ABA和H2O2含量的測(cè)定
        4.1.10 南瓜發(fā)根基因編輯體系的建立及CmoNAC1 的敲除
        4.1.11 基因編輯材料的鹽脅迫處理和生理指標(biāo)測(cè)定
        4.1.12 統(tǒng)計(jì)分析
    4.2 結(jié)果與分析
        4.2.1 NAC基因家族的鑒定
        4.2.2 NAC基因結(jié)構(gòu)和保守模體分析
        4.2.3 NAC進(jìn)化樹分析
        4.2.4 NAC基因家族的表達(dá)分析
        4.2.5 CmoNAC1 蛋白序列分析
        4.2.6 CmoNAC1 亞細(xì)胞定位與轉(zhuǎn)錄活性分析
        4.2.7 CmoNAC1 轉(zhuǎn)基因擬南芥表型分析
        4.2.8 CmoNAC1 過表達(dá)提高了擬南芥的耐鹽性
        4.2.9 CmoNAC1 過表達(dá)擬南芥提高了擬南芥H2O2 水平
        4.2.10 南瓜發(fā)根遺傳轉(zhuǎn)化及基因編輯體系的建立
        4.2.11 CmoNAC1 的根系敲除降低了南瓜砧木耐鹽性
        4.2.12 CmoNAC1 參與RBOHD基因的調(diào)控
    4.3 討論
        4.3.1 ATAF類是逆境響應(yīng)中最關(guān)鍵的NAC轉(zhuǎn)錄因子
        4.3.2 NAC廣泛參與調(diào)控植物抗氧化能力及ROS信號(hào)產(chǎn)生
    4.4 小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄Ⅰ 附圖1-10
附錄Ⅱ 附表1-6
附錄Ⅲ 課題資助項(xiàng)目
附錄Ⅳ 攻讀博士期間發(fā)表論文
致謝



本文編號(hào)：4056121