符东顺:镉胁迫下马铃薯相关表达基因的转录组测序与候选基因挖掘论文

符东顺:镉胁迫下马铃薯相关表达基因的转录组测序与候选基因挖掘论文

本文主要研究内容

作者符东顺(2019)在《镉胁迫下马铃薯相关表达基因的转录组测序与候选基因挖掘》一文中研究指出:研究不同品种马铃薯镉富集能力的影响因素,能了解环境因素、品种自生因素对马铃薯镉富集能力的影响;根据品种间镉富集能力的差异,筛选6个品种(3个高富集品种,3个低吸收品种)进行不同程度镉胁迫抗性试验。探讨、鉴定这6个品种品种马铃薯发稞期抗镉能力,并建立抗镉强度的数学评价模型,同时通过转录组测序和生物信息学分析找出调控马铃薯高抗、低吸收、高富集的功能基因和转录因子。为品种选育、土壤修复及食品安全提供理论依据。90个马铃薯品种富集系数的变异系数为1.24,初步验证不同品种马铃薯抗镉能力存在差异。另外随机挑选10对马铃薯及相应土壤为实验对象,每种马铃薯种植于3种不同土壤环境。以多因素方差分析法分析土壤镉迁移能力及影响因素;用K均值聚类法(聚类指标:pH、有机质、CEC、总镉、有效镉)、T-检验分析不同土类下,同种马铃薯镉富集能力;同种土类下,不同种马铃薯镉富集能力结果表明:土壤有效镉含量的差异主要受到总镉和土壤理化性质的综合影响。土壤总镉越高、pH越低的区域P=5.639e-0.5,有效镉明显偏大,马铃薯镉富集能力增强;另外共有5种聚类土壤,7种块茎镉含量差异。威芋5号在第二类土壤中,含量为0.061mg/kg,在第三类土壤中,含量为0.091mg/kg等也表明外界环境对马铃薯富集镉能力有影响;而在第一类土壤中,宣薯2号(a)富集能力最强,云薯505(e)最弱。说明品种因素也能影响马铃薯富集镉的能力。依据不同马铃薯富集系数、生物有效性选出6个品种进行抗镉盆栽试验。采用盆栽沙培方式,设置正常组(CK)、短期镉胁迫(S)和长期镉胁迫(L)三个处理,对6个不同马铃薯品种在不同处理下的株高、最大节间距、分蘖数等农艺性状及光合能力、叶片酶活性18个等生理生化指标进行测定。利用隶属函数法、主成分分析和聚类分析对各马铃薯品种抗镉能力进行综合评价,并用逐步回归分析建立最优回归方程进而实现对马铃薯抗镉能力的预测与鉴定。差异性分析结果表明镉胁迫对马铃薯各指标均有显著影响。以主成分分析将这些指标转化为5个相互独立的综合指标(累计贡献率达83.55%),并算出单个因子抗镉贡献率及6个品种抗镉能力(D);将D值作因变量,各指标抗镉系数作自变量进行逐步回归分析。筛选出叶绿素b、CAT、ETR这3项对马铃薯耐镉能力有影响的指标,预测结果与D值极显著相关(调整R2=0.940**),表明用此方程对马铃薯抗镉特性进行预测具有一定的准确性及高效性,能简单化马铃薯抗镉特性的鉴定工作;将不同品种抗镉能力聚类分析得出参试品种分为3大类型,即威芋7号、云薯801为抗镉型品种;云薯505、毕薯2号、LZ川为中间型品种;青薯9号为不耐镉品种。根据聚类结果挑选抗镉能力最强3个品种叶片转录组测序。使用Illumina平台RNA-Seq来分析11个不同时间、不同镉浓度处理马铃薯的cDNA文库。以有参转录组分析为标准,确定了3458个和3422个对镉敏感的上调基因和下调基因。其中31个基因和49个基因的核心组同时在所有样本上调或下调。此外,ManMap分析表明,在短期胁迫组中,品种的不同导致差异基因行为不一致;在长期胁迫组中,品种间差异基因的行为较一致。较自身空白组,短期胁迫的差异基因主要发生在在光合系统、激素系统和氧化还原系统;而长期胁迫组则涉及到植物体各个系统中。从不同处理组涉及差异基因表明,由于与光合相关基因的发生变化导致其性状(光合速率、荧光参数)下降;而与激素系统、氧化还原系统等基因变化有可能是响应或者镉胁迫产生的影响。另外,共表达基因集合、共表达网络分析、Cytospace网络分析得到的候选基因经透视化后获得10个转录调控模块,这些模块主要行使物质合成、光合作用、物质修复功能。同时根据共表达网络GG、MS值获得核心基因共1152个,其中包含72个与镉胁迫相关的转录因子家族、植物激素合成及控制离子通道等候选基因,它们可能是叶片中的主要调控中心。此外本批转录组中共有46000条转录本,共包含22个NAC家族,而核心基因中发现10个NAC家族的转录因子随着胁迫程度的加深、马铃薯抗镉能力的增加而表达量增高。这些发现有利于进一步了解马铃薯抗镉的分子机制,有助于改良马铃薯。

Abstract

yan jiu bu tong pin chong ma ling shu ge fu ji neng li de ying xiang yin su ,neng le jie huan jing yin su 、pin chong zi sheng yin su dui ma ling shu ge fu ji neng li de ying xiang ;gen ju pin chong jian ge fu ji neng li de cha yi ,shai shua 6ge pin chong (3ge gao fu ji pin chong ,3ge di xi shou pin chong )jin hang bu tong cheng du ge xie pai kang xing shi yan 。tan tao 、jian ding zhe 6ge pin chong pin chong ma ling shu fa ke ji kang ge neng li ,bing jian li kang ge jiang du de shu xue ping jia mo xing ,tong shi tong guo zhuai lu zu ce xu he sheng wu xin xi xue fen xi zhao chu diao kong ma ling shu gao kang 、di xi shou 、gao fu ji de gong neng ji yin he zhuai lu yin zi 。wei pin chong shua yo 、tu rang xiu fu ji shi pin an quan di gong li lun yi ju 。90ge ma ling shu pin chong fu ji ji shu de bian yi ji shu wei 1.24,chu bu yan zheng bu tong pin chong ma ling shu kang ge neng li cun zai cha yi 。ling wai sui ji tiao shua 10dui ma ling shu ji xiang ying tu rang wei shi yan dui xiang ,mei chong ma ling shu chong zhi yu 3chong bu tong tu rang huan jing 。yi duo yin su fang cha fen xi fa fen xi tu rang ge qian yi neng li ji ying xiang yin su ;yong Kjun zhi ju lei fa (ju lei zhi biao :pH、you ji zhi 、CEC、zong ge 、you xiao ge )、T-jian yan fen xi bu tong tu lei xia ,tong chong ma ling shu ge fu ji neng li ;tong chong tu lei xia ,bu tong chong ma ling shu ge fu ji neng li jie guo biao ming :tu rang you xiao ge han liang de cha yi zhu yao shou dao zong ge he tu rang li hua xing zhi de zeng ge ying xiang 。tu rang zong ge yue gao 、pHyue di de ou yu P=5.639e-0.5,you xiao ge ming xian pian da ,ma ling shu ge fu ji neng li zeng jiang ;ling wai gong you 5chong ju lei tu rang ,7chong kuai jing ge han liang cha yi 。wei yu 5hao zai di er lei tu rang zhong ,han liang wei 0.061mg/kg,zai di san lei tu rang zhong ,han liang wei 0.091mg/kgdeng ye biao ming wai jie huan jing dui ma ling shu fu ji ge neng li you ying xiang ;er zai di yi lei tu rang zhong ,xuan shu 2hao (a)fu ji neng li zui jiang ,yun shu 505(e)zui ruo 。shui ming pin chong yin su ye neng ying xiang ma ling shu fu ji ge de neng li 。yi ju bu tong ma ling shu fu ji ji shu 、sheng wu you xiao xing shua chu 6ge pin chong jin hang kang ge pen zai shi yan 。cai yong pen zai sha pei fang shi ,she zhi zheng chang zu (CK)、duan ji ge xie pai (S)he chang ji ge xie pai (L)san ge chu li ,dui 6ge bu tong ma ling shu pin chong zai bu tong chu li xia de zhu gao 、zui da jie jian ju 、fen nie shu deng nong yi xing zhuang ji guang ge neng li 、xie pian mei huo xing 18ge deng sheng li sheng hua zhi biao jin hang ce ding 。li yong li shu han shu fa 、zhu cheng fen fen xi he ju lei fen xi dui ge ma ling shu pin chong kang ge neng li jin hang zeng ge ping jia ,bing yong zhu bu hui gui fen xi jian li zui you hui gui fang cheng jin er shi xian dui ma ling shu kang ge neng li de yu ce yu jian ding 。cha yi xing fen xi jie guo biao ming ge xie pai dui ma ling shu ge zhi biao jun you xian zhe ying xiang 。yi zhu cheng fen fen xi jiang zhe xie zhi biao zhuai hua wei 5ge xiang hu du li de zeng ge zhi biao (lei ji gong suo lv da 83.55%),bing suan chu chan ge yin zi kang ge gong suo lv ji 6ge pin chong kang ge neng li (D);jiang Dzhi zuo yin bian liang ,ge zhi biao kang ge ji shu zuo zi bian liang jin hang zhu bu hui gui fen xi 。shai shua chu xie lu su b、CAT、ETRzhe 3xiang dui ma ling shu nai ge neng li you ying xiang de zhi biao ,yu ce jie guo yu Dzhi ji xian zhe xiang guan (diao zheng R2=0.940**),biao ming yong ci fang cheng dui ma ling shu kang ge te xing jin hang yu ce ju you yi ding de zhun que xing ji gao xiao xing ,neng jian chan hua ma ling shu kang ge te xing de jian ding gong zuo ;jiang bu tong pin chong kang ge neng li ju lei fen xi de chu can shi pin chong fen wei 3da lei xing ,ji wei yu 7hao 、yun shu 801wei kang ge xing pin chong ;yun shu 505、bi shu 2hao 、LZchuan wei zhong jian xing pin chong ;qing shu 9hao wei bu nai ge pin chong 。gen ju ju lei jie guo tiao shua kang ge neng li zui jiang 3ge pin chong xie pian zhuai lu zu ce xu 。shi yong Illuminaping tai RNA-Seqlai fen xi 11ge bu tong shi jian 、bu tong ge nong du chu li ma ling shu de cDNAwen ku 。yi you can zhuai lu zu fen xi wei biao zhun ,que ding le 3458ge he 3422ge dui ge min gan de shang diao ji yin he xia diao ji yin 。ji zhong 31ge ji yin he 49ge ji yin de he xin zu tong shi zai suo you yang ben shang diao huo xia diao 。ci wai ,ManMapfen xi biao ming ,zai duan ji xie pai zu zhong ,pin chong de bu tong dao zhi cha yi ji yin hang wei bu yi zhi ;zai chang ji xie pai zu zhong ,pin chong jian cha yi ji yin de hang wei jiao yi zhi 。jiao zi shen kong bai zu ,duan ji xie pai de cha yi ji yin zhu yao fa sheng zai zai guang ge ji tong 、ji su ji tong he yang hua hai yuan ji tong ;er chang ji xie pai zu ze she ji dao zhi wu ti ge ge ji tong zhong 。cong bu tong chu li zu she ji cha yi ji yin biao ming ,you yu yu guang ge xiang guan ji yin de fa sheng bian hua dao zhi ji xing zhuang (guang ge su lv 、ying guang can shu )xia jiang ;er yu ji su ji tong 、yang hua hai yuan ji tong deng ji yin bian hua you ke neng shi xiang ying huo zhe ge xie pai chan sheng de ying xiang 。ling wai ,gong biao da ji yin ji ge 、gong biao da wang lao fen xi 、Cytospacewang lao fen xi de dao de hou shua ji yin jing tou shi hua hou huo de 10ge zhuai lu diao kong mo kuai ,zhe xie mo kuai zhu yao hang shi wu zhi ge cheng 、guang ge zuo yong 、wu zhi xiu fu gong neng 。tong shi gen ju gong biao da wang lao GG、MSzhi huo de he xin ji yin gong 1152ge ,ji zhong bao han 72ge yu ge xie pai xiang guan de zhuai lu yin zi jia zu 、zhi wu ji su ge cheng ji kong zhi li zi tong dao deng hou shua ji yin ,ta men ke neng shi xie pian zhong de zhu yao diao kong zhong xin 。ci wai ben pi zhuai lu zu zhong gong you 46000tiao zhuai lu ben ,gong bao han 22ge NACjia zu ,er he xin ji yin zhong fa xian 10ge NACjia zu de zhuai lu yin zi sui zhao xie pai cheng du de jia shen 、ma ling shu kang ge neng li de zeng jia er biao da liang zeng gao 。zhe xie fa xian you li yu jin yi bu le jie ma ling shu kang ge de fen zi ji zhi ,you zhu yu gai liang ma ling shu 。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自贵州大学的符东顺,发表于刊物贵州大学2019-07-16论文,是一篇关于马铃薯论文,转录组论文,共表达网络论文,富集分析论文,贵州大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自贵州大学2019-07-16论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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