导读:本文包含了生理与分子响应论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:紫花苜蓿,抗旱机制,转录组,蛋白质组
生理与分子响应论文文献综述
张翠梅[1]（2019）在《不同抗旱性紫花苜蓿响应干旱的生理及分子机制研究》一文中研究指出干旱是制约生态环境建设、植物分布和生产力的世界性问题。全球干旱、半干旱地区约占陆地面积的35%,且有逐年增加的趋势。干旱胁迫所导致的作物减产,超过其他环境因子胁迫所造成减产的总和。研究植物响应干旱胁迫的形态、生理生化和分子机制,发掘参与植物干旱胁迫响应的调控/功能基因并明确其作用机理,将为提高植物抗旱性、选育抗旱优良品种、发展抗旱高产农业提供理论指导。紫花苜蓿(Medicago sativa L.)是世界上广泛分布且享有盛誉的优良豆科牧草,在改善生态环境、水土保持方面具有天然优势。然而,日益加剧的干旱对紫花苜蓿的种植面积和产量构成了严重威胁,干旱地区的旱作苜蓿产量只有通过抗旱苜蓿品种的培育和应用才能达到增产和稳产。通过比较抗旱性差异显着的紫花苜蓿品种对干旱胁迫的形态、生理及分子响应差异,将有助于揭示紫花苜蓿适应干旱的关键机制,从而为深入研究紫花苜蓿的抗旱机制提供理论依据。基于此,本研究以强抗旱陇中苜蓿(Medicago sativa L.cv.Longzhong)为供试材料,以中抗旱陇东苜蓿(Medicago sativa L.cv.Longdong)和弱抗旱甘农3号紫花苜蓿(Medicago sativa L.cv.Gannong No.3)为对照材料,采用PEG模拟干旱胁迫,首先比较了不同胁迫水势和胁迫时间处理下,不同抗旱性苜蓿品种幼苗叶片和根系对干旱胁迫的形态及生理响应差异;随后从转录组学、蛋白质组学与代谢组学水平上对比分析了强抗旱陇中苜蓿和弱抗旱甘农3号紫花苜蓿幼苗根系响应干旱胁迫的分子机制,鉴定出参与响应干旱胁迫的关键候选基因、蛋白及代谢物;最后从形态、生理生化及分子水平上对比分析了强抗旱陇中苜蓿的关键抗旱机制。主要结果如下:(1)-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫9 d是区分干旱胁迫下供试苜蓿幼苗生长及生理响应差异的敏感处理条件。根系是紫花苜蓿幼苗抗旱的关键部位。紫花苜蓿的抗旱能力与较强的抗氧化防御能力和较低的脂质过氧化程度密切相关,抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环是提高紫花苜蓿抗旱能力的重要机制。长期干旱胁迫下,陇中苜蓿表现出最高的叶片保水能力、光合能力和渗透调节能力,最低的脂质过氧化和最高的抗氧化酶(GPX、MDAR、DHAR和GR)活性及最高的抗氧化酶基因(MsGPX、MsMDAR、MsDHAR和MsGR)的表达水平,这些酶及其基因主要参与AsA-GSH循环,以维持细胞内ROS产生和清除之间的平衡。甘农3号紫花苜蓿表现出最高的脂质过氧化和最低的抗氧化酶活性及基因表达。陇东苜蓿具有中等的维持光合作用的性能及非酶促和酶促ROS清除系统协调能力。(2)-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫9 d后,通过不同抗旱性紫花苜蓿品种根系的转录组测序(RNA-Seq)分析,在陇中苜蓿和甘农3号紫花苜蓿根系分别鉴定出12,585个差异表达基因(DEGs)(6,605个上调,5,980个下调)和14,724个DEGs(8,049个上调,6,675个下调),两者共同具有8,336个DEGs(4,013个上调,4,323个下调)。这些基因主要参与碳水化合物代谢、脂质代谢、氨基酸代谢和次级代谢、信号转导、细胞防御和胞内运输、转录和翻译调控及其他未知途径。与甘农3号紫花苜蓿相比,干旱胁迫促进了陇中苜蓿根系结构性碳水化合物代谢、脂质代谢(角质,小檗碱和蜡生物合成及油脂合成途径)、氨基酸代谢、次级代谢、信号转导(Ca~(2+)信号传导、乙烯和茉莉酸生物合成)、细胞防御(微管蛋白和过氧化物酶体)及氨酰基-tRNA生物合成相关的基因表达。相比之下,甘农3号紫花苜蓿根系参与转录和翻译调控的基因表达及转录因子的表达均易受干旱胁迫的影响。(3)-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫9 d后,通过不同抗旱性紫花苜蓿品种根系的蛋白质组学分析,在陇中苜蓿和甘农3号紫花苜蓿根系分别鉴定出71种差异积累蛋白(DAPs)(47种上调,24种下调)和90种DAPs(41种上调,49种下调),两者共同具有19种DAPs(13种上调,6种下调)。这些蛋白主要参与碳水化合物及能量代谢、胁迫及防御、蛋白代谢、细胞膜及运输、信号转导、转录、细胞壁及细胞骨架代谢及其他未知功能。干旱胁迫显着诱导了陇中苜蓿根系参与活性氧(ROS)解毒、次级代谢、蛋白质加工、跨膜转运及细胞壁和细胞骨架代谢的蛋白上调表达;而显着改变了甘农3号根系信号转导相关蛋白的表达。(4)-1.2 MPa PEG-6000模拟干旱胁迫9 d后,通过不同抗旱性紫花苜蓿品种根系的非靶向代谢组学分析,在陇中苜蓿和甘农3号紫花苜蓿根系分别鉴定出59种差异表达代谢物(DEMs)(38种上调,21种下调)和66种DEMs(39种上调,27种下调),两者共同具有46种DEMs(30种上调,16种下调)。供试苜蓿通过改变氨基酸及其衍生物、脂质(甘油酯和甘油磷脂)、次级代谢物(有机酸、异黄酮和黄酮)、核苷酸及其衍生物及其他代谢物含量来适应干旱胁迫。干旱胁迫显着降低了甘农3号紫花苜蓿根系的代谢物含量,而陇中苜蓿根系内大部分与氨基酸代谢、苯丙烷类合成以及嘌呤和嘧啶代谢相关的代谢物含量显着增加。(5)就形态及生理水平而言,陇中苜蓿幼苗的强抗旱能力与其体内有效的生物量调配机制、较强的叶片保水能力、较强的渗透调节能力、较低的膜脂过氧化和ROS积累水平、较强的酶促及非酶促抗氧化系统的防御能力有关;就分子水平而言,干旱胁迫下,陇中苜蓿能够显着诱导根系参与碳水化合物代谢、脂质代谢、氨基酸代谢和苯丙烷类生物合成、信号转导、细胞防御以及氨酰基-tRNA生物合成相关的基因表达;激活与胁迫防御和解毒以及跨膜运输相关蛋白的表达,有效维持蛋白加工和降解的平衡,同时增强细胞壁调节能力;有效地促进关键代谢物的合成代谢途径,提高渗透调节能力、ROS解毒能力和细胞膜稳定性,最终增强其抗旱能力。此外,异黄酮生物合成途径是陇中苜蓿适应干旱胁迫的关键代谢途径。本研究初步探明了强抗旱能力苜蓿品种抗旱的形态、生理及分子适应机制,鉴定了强抗旱能力苜蓿品种响应干旱胁迫的关键代谢通路及关键胁迫响应基因、蛋白和代谢物,有关以上候选基因、蛋白和代谢物在提高苜蓿抗旱性的作用机制还有待进一步研究。(本文来源于《甘肃农业大学》期刊2019-06-01）
赵洲[2]（2019）在《燕麦响应碱胁迫的生理及分子机制研究》一文中研究指出燕麦为重要的粮、饲兼用型作物。同时,燕麦耐盐碱,也是改良盐碱化土壤的重要作物。土壤盐碱化严重影响着世界各国的粮食生产及生态安全,而土壤碱化较土壤盐化危害更重。本文借助蛋白组学技术、非损伤微测技术等,研究燕麦不同生育时期、不同组织器官响应碱胁迫的生理及分子机制。主要研究结果如下:1.低浓度碱胁迫即可对燕麦产生很强的胁迫作用。“CO32--HCO3-”产生的缓冲液式的高pH,是碱胁迫的主要胁迫因素。这种胁迫引起多个跨膜质子转运载体显着下调表达,其它H+协同转运载体也发生显着差异表达,以此来维持细胞内、外pH及质子平衡。碱胁迫导致根部依赖H+的NO3-跨膜转运载体上调(平均最大上调2.9倍),并引起氮同化酶类显着上调表达;进一步通过非损伤微测技术研究发现,燕麦耐碱特性与其氮素吸收效率直接相关。碱胁迫下,燕麦组织累积大量Na,特别是根部;加之高pH胁迫,导致根部受胁迫最严重。碱胁迫抑制K+吸收,也使P、Fe等元素的吸收转运载体显着上调表达。2.碱胁迫严重抑制光合色素的合成,导致光合色素总量下降。敏感品种中叶绿素酸酯a加氧酶显着上调表达(最大上调8.3倍,处理后品种间差异9.39倍),使叶绿素a向叶绿素b转化;其次,碱胁迫抑制光合色素结合蛋白及其它组分蛋白的表达,特别是敏感品种中尤为明显。碱胁迫影响燕麦碳固定,抑制核酮糖1,5,-二磷酸羧化酶等关键酶的表达,净光合速率显着下调;抗性品种根部的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶却显着上调表达,这将有助于抗性品种光合产物的合成。3.碱胁迫下,核糖体亚基蛋白、翻译延伸因子等受到抑制而显着下调表达,特别是在敏感品种中下调明显。叶组织中的核糖体小亚基RP-S27e和穗组织中核糖体大亚基L6、L7e对碱胁迫敏感。碱胁迫刺激燕麦细胞内及非原生质体部分产生大量LEA、PRs、LTPs等逆境响应蛋白,尤其是在敏感品种中大量逆境响应蛋白、糖代谢酶类显着上调表达,一些次生代谢、氨基酸代谢及参与蛋白修饰的酶类活动增强。燕麦穗中多种蛋白在正常以及碱胁迫条件下,与其它组织差异较大。在抗性品种的穗中有大量表达调控、蛋白质修饰类蛋白均显着上调表达;另外,缬氨酸-亮氨酸-异亮氨酸和赖氨酸降解途径的反应增强。总之,缓冲液式的高pH及高浓度的Na'胁迫,抑制燕麦根部生长发育、破坏根部根毛结构、扰乱根细胞H+平衡、使燕麦对N、K、P、Fe等元素的吸收困难;同时,抑制光合系统、影响蛋白合成加工,并诱导产生抗逆蛋白。氮素吸收同化、碳固定、光反应、蛋白合成等关键酶或组分可作为耐碱燕麦筛选的标志蛋白。(本文来源于《内蒙古农业大学》期刊2019-06-01）
钟亚琴[3]（2019）在《嫁接西瓜响应低钾胁迫的生理和分子机制研究》一文中研究指出钾是植物生长所需元素之一,在植物生长发育过程中有着重要作用。我国土壤缺钾的状况仍未得到有效解决,已经成为影响作物产量和品质的限制性因子之一。西瓜[Citrullus lanatus(Thunb.)Matsum.and Nakai]是我国重要的园艺作物,在全国各地均有广泛种植。西瓜在其生长发育中需要大量的钾元素,土壤缺钾问题己经成为我国西瓜生产中重要的限制因子。本研究通过对嫁接西瓜进行短期和长期低钾胁迫处理,从嫁接西瓜生长生理、果实产量及品质、叶片和果实的转录组及果实代谢组等方面来阐明嫁接提高西瓜耐低钾性的生理和分子机理。本研究的主要结果如下:1.砧木嫁接维持叶片较高的光合特性、抗氧化活性和根系钾吸收效率,是砧木嫁接缓解低钾胁迫对西瓜嫁接苗生长抑制的重要原因。以栽培西瓜品种“早佳8424”(Z)、野生西瓜砧木“勇士”(Y)、葫芦砧木“京欣砧一号”(J)和南瓜砧木“青研砧一号”(Q)为材料构建四个嫁接组合:Z/Z(西瓜自嫁)、Z/Y(勇士嫁接西瓜)、Z/J(京欣砧一号嫁接西瓜)和Z/Q(青研砧一号嫁接西瓜)。分别用正常供钾(6 mM K~+)和低钾胁迫(0.1 mM K~+)处理16 d,营养液栽培,研究嫁接西瓜对低钾胁迫响应。结果表明,低钾胁迫导致叶面积减少,干重降低,根系表面积、根系平均直径和根体积显着下降,西瓜嫁接苗的生长受到抑制。在0.1 mM K~+时,异源砧木嫁接能缓解低钾胁迫对西瓜嫁接苗生长抑制。低钾胁迫导致嫁接西瓜光合速率下降,活性氧积累,引起细胞膜脂过氧化,影响细胞正常生理生化功能。异源砧木嫁接一方面提高了西瓜嫁接苗在低钾胁迫下的抗氧化酶(SOD、CAT和APX)活性,有效地清除活性氧,降低膜脂过氧化程度,使其在低钾胁迫下能够维持正常的生长发育。另一方面,异源砧木利用其强大的根系,提高了低钾环境下的钾吸收量,增强了钾效率。2.叶片中光合和氧化还原相关基因在转录水平差异表达是嫁接西瓜耐低钾性的主要分子机制。比较了嫁接西瓜Z/Q和Z/Z叶片转录组对低钾胁迫(0.1 mM K~+)16 d的响应,正常钾浓度为6 mM K~+,营养液栽培。在Z/Z叶片中检测到3223个差异表达基因(699个下调表达,2524个上调表达)。Z/Q中检测到2887个差异表达基因(715个下调表达,2172个上调表达)。GO(Gene Ontology)功能富集分析表明,差异基因功能涉及氧化还原、碳水化合物代谢、磷酸化、细胞识别、光合作用的光反应和光合电子传递等生物学过程。KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)代谢通路分析表明,差异表达基因显着富集在光合作用、次生代谢产物的生物合成、氨基酸的生物合成、淀粉和蔗糖代谢等代谢通路。低钾胁迫导致光系统I、光系统II、电子传递链及碳同化产物代谢相关基因的下调表达,是低钾诱导光合下降的重要机制。低钾胁迫下,异源砧木嫁接西瓜叶片转录组中抗氧化酶和抗氧化物质的相关基因,如过氧化物酶基因、谷胱甘肽转移酶基因、谷胱甘肽过氧化物酶基因等上调表达,这可能是异源砧木嫁接西瓜抗氧化活性比自嫁西瓜高的原因。3.低钾胁迫下,砧木嫁接提高了西瓜单果重和果实品质。以Z/Z、Z/Y、Z/J和Z/Q为材料,基质栽培,用正常供钾(6 mM K~+)和低钾胁迫(0.1 mM K~+)处理60 d,研究低钾胁迫对嫁接西瓜果实产量和品质的影响。结果表明,低钾胁迫降低了嫁接西瓜单果重和果实品质(授粉后30 d成熟果实)。在2种钾浓度下,Z/Y、Z/J和Z/Q的钾吸收量和单果重均显着高于Z/Z。在低钾胁迫下,异源砧木嫁接西瓜的果实品质优于自嫁西瓜,可溶性固形物、蔗糖、Vc、β-胡萝卜素的含量高于自嫁西瓜。砧木嫁接西瓜叶片ZR(玉米素核苷)含量和叶绿素含量(SPAD)高于自嫁接西瓜。异源砧木嫁接西瓜通过低钾胁迫下根系对K~+的高效吸收和地上部维持较高的ZR含量,缓解低钾胁迫对西瓜生长发育的抑制作用。4.自嫁西瓜果实转录组对低钾胁迫更敏感。比较了嫁接西瓜Z/Z、Z/Y、Z/J和Z/Q在2种钾浓度(6 mM K~+,0.1 mM K~+)下果肉转录组,基质栽培。和正常供钾(6 mM K~+)相比,低钾(0.1 mM K~+)胁迫下,Z/Z嫁接西瓜果实有670个差异表达基因(451个上调表达,219个下调表达);Z/Y嫁接西瓜果实有27个差异表达基因(7个上调表达,20个下调表达);Z/J嫁接西瓜果实有16个差异表达基因(6个上调表达,10个下调表达);Z/Q嫁接西瓜果实有15个差异表达基因(11个上调表达,4个下调表达)。Z/Z果实转录组对低钾胁迫更敏感。GO功能富集分析表明,Z/Z中差异基因主要富集在甘油磷酸二酯酶活性、多元醇代谢、单生物体糖代谢、细胞糖代谢、甘油代谢等过程。KEGG代谢通路分析表明,差异基因主要富集在牛磺酸和亚牛磺酸代谢、DNA复制、植物激素信号转导、光合生物中的碳固定、氮代谢等代谢途径。5.异源砧木嫁接能提高西瓜果实一些功能性物质的含量。以Z/Z、Z/Y、Z/J和Z/Q为材料,正常供钾(6 mM K~+)和低钾胁迫(0.1 mM K~+)处理,基质栽培,研究嫁接西瓜果肉代谢组。共鉴定出38种代谢物,其中包括15种氨基酸、8种有机酸盐、6种糖、4种核酸、5种其他化合物。最丰富的五种代谢物是葡萄糖、果糖、蔗糖、瓜氨酸和谷氨酰胺。在正常供钾下,野生西瓜嫁接提高了腺苷、蛋氨酸的含量;葫芦嫁接提高了腺苷、瓜氨酸、葡萄糖、蛋氨酸的含量;南瓜嫁接提高了天冬酰胺,瓜氨酸、富马酸、谷氨酰胺、异亮氨酸、蛋氨酸、氧化型辅酶Ⅰ、苯丙氨酸、酪氨酸、缬氨酸的含量。低钾胁迫下,野生西瓜嫁接提高了天冬酰胺、氧化型辅酶Ⅰ、肌醇和丙氨酸的含量;葫芦嫁接提高了天冬酰胺、半乳糖和丙氨酸的含量;南瓜嫁接提高了肌醇、天冬酰胺的含量。综上所述,砧木嫁接是提高耐低钾性的重要措施。砧木嫁接提高了西瓜在低钾胁迫下根系钾吸收效率和的抗氧化能力;维持叶片较高的光合能力玉米素核苷的含量,是嫁接西瓜耐低钾的重要原因。砧木嫁接还是提高西瓜果实营养品质的主要手段。本研究发掘的低钾响应基因为未来开展西瓜的钾营养分子机制研究工作奠定了基础。(本文来源于《华中农业大学》期刊2019-06-01）
宋春华[4]（2019）在《冬小麦TaPRK响应低温胁迫的生理分子机制》一文中研究指出黑龙江高寒地区受大陆季风性气候控制,低温胁迫是限制该地区种植冬小麦的主要因素。冬小麦(Triticum aestivum L.)东农冬麦1号(Dn1)是首例能在黑龙江高寒地区安全越冬的冬麦品种(返青率≥85%),是抗寒研究的珍贵材料;弱抗寒冬小麦品种济麦22(J22)在黑龙江地区返青率<2%,对上述冬小麦品种开展抗寒机制研究对于丰富作物抗寒理论、推动黑龙江高寒地区农业生产具有重要的理论和现实意义。脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)作为重要的激素信号调节分子,在植物调节非生物胁迫过程中具有关键的作用。本实验以Dn1和J22为原材料,挑选与抗逆相关的4个碳同化酶基因(TaRbcL、TaRCA、TaRbcS和TaPRK),探讨其在大田自然降温(5℃、0℃、-10℃、-25℃)条件下的转录水平表达,及ABA、SA和JA对其诱导表达调控。对TaPRK进行生物信息学预测分析和表达模式分析,TaPRK植物表达载体的构建及其遗传转化,进而补充碳同化基因调控冬小麦抗寒的机制。研究结果如下:(1)Dn1和J22叶片中Rubisco活性随温度的降低先上升后下降,在0℃达到峰值。Dn1中Rubisco的活性显着高于J22。RT-PCR结果显示,Dn1和J22小麦叶片中TaRbcL和TaPRK的相对表达量随温度下降呈先下降后上升的变化,在-10℃达到峰值;TaRbcS和TaRCA的相对表达量在较低温度下降。但低温胁迫下exo-ABA显着提高了冬小麦的Rubisco活性以及TaRbcL、TaRCA、TaRbcS和TaPRK的mRNA水平表达,其中TaPRK最为显着。(2)TaPRK生物信息学分析:TaPRK基因全长1215bp开放阅读框,编码404个氨基酸。表达产物为稳定的亲水蛋白,属于尿苷激酶家族,定位于叶绿体。同源氨基酸蛋白多序列比对表明TaPRK蛋白含有与ATP结合的保守区域;系统发育分析表明:TaPRK与单子叶禾本科植物的PRK聚类关系较近,其中小麦与节节麦聚到了一组,亲缘关系最近。(3)TaPRK表达模式分析:越冬期间Dn1分蘖节中TaPRK的相对表达量显着高于J22,Dn1叶片中TaPRK的相对表达量在-10和-25℃高于J22,而在0℃时低于J22;外源SA和MeJA处理下,Dn1分蘖节中TaPRK的相对表达量呈现先升后降的趋势,且均在-10℃时达到峰值。外源SA处理Dn1叶片中TaPRK的相对表达量呈现“降-升-降”的变化规律,在-10℃显着高于对照;外源MeJA处理Dn1叶片中TaPRK的相对表达量在0℃和-25℃高于对照,且在0℃达到峰值。(4)TaPRK植物表达载体的构建及其遗传转化:克隆获得Dn1的TaPRK基因,长度1215bp,成功构建了TaPRK的过表达载体pCMBIA2300u-TaPRK,得到5株阳性过表达转TaPRK植株,对生长到4周左右的幼苗植株进行低温处理,生理指标检测结果表明:在0和-10℃时,TaPRK超表达植株ox-TaPRK-1和ox-TaPRK-2中叶绿素含量高于WT型及prk植株,在-10℃时,TaPRK超表达植株ox-TaPRK-1和ox-TaPRK-2中MDA含量和相对电导率低于WT型及prk植株。(本文来源于《东北农业大学》期刊2019-06-01）
田宇[5]（2019）在《冬小麦TaG6PDH和Ta6PGDH响应低温胁迫的生理分子机制》一文中研究指出小麦(Triticum aestivum)是我国重要的粮食作物之一,其高产、稳产对国家粮食安全和农业可持续发展极其重要。低温胁迫是一种主要的非生物胁迫,会严重影响小麦的生长与发育,从而降低其产量。东北农业大学自主培育出了能克服黑龙江地区高寒气候条件的强耐寒冬小麦品种“东农冬麦1号”(Dn1)(返青率≥85%),探讨其抗寒机制至关重要。磷酸戊糖途径(PPP)是真核生物NADPH的主要来源,并为生物合成提供代谢中间体。当植物遭受非生物胁迫时,PPP途径可以维持细胞的氧化还原平衡,因此,该途径是植物抵抗非生物胁迫的关键途径。6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PDH,EC.1.1.1.49)和6-磷酸葡糖酸脱氢酶(6PGDH,EC.1.1.1.44)是磷酸戊糖途径的关键酶。本研究以大田自然降温条件下种植的Dn1为基础材料,测定4个温度节点(5℃、0℃、-10℃、-25℃)下分蘖节和叶片中TaG6PDH与Ta6PGDH的活性及基因表达量,并从Dn1中分离TaG6PDH和Ta6PGDH基因,在拟南芥中过表达,以探讨其响应低温胁迫的生理与分子机制。实验结果如下:(1)生物信息学分析结果显示,冬小麦TaG6PDH和Ta6PGDH蛋白定位于细胞质中,与乌拉尔图小麦和山羊草亲缘关系较近,并均含有底物结合位点和NADP~+结合位点。(2)随着温度降低,冬小麦分蘖节和叶片的TaG6PDH和Ta6PGDH的表达量逐渐升高,且分蘖节中两种基因表达量的变化倍数高于叶片;外源ABA显着提高低温胁迫下TaG6PDH和Ta6PGDH的表达量。(3)冬小麦分蘖节中,TaG6PDH和Ta6PGDH的活性随着温度降低而升高,在-10℃达到峰值,但-25℃时又降低到5℃对照水平。叶片中,两个酶的活性随着温度的降低并无显着增加,但温度降到-25℃时,活性急剧下降。外源ABA显着提高低温胁迫下TaG6PDH和Ta6PGDH的活性。(4)成功构建了TaG6PDH和Ta6PGDH的超表达载体,转化拟南芥获得超表达植株。(5)对野生型、突变体和超表达拟南芥植株进行室内低温胁迫(4℃、0℃、-10℃)处理,TaG6PDH和Ta6PGDH的超表达植株都能够在低温胁迫后恢复到正常的生长状态。生理指标测定结果显示,在相同的低温下超表达植株与野生型和突变体相比有较高的叶绿素含量、较低的MDA含量及伤害率。DAB和NBT染色结果也显示出超表达植株能够在低温胁迫下产生更少的活性氧(ROS),从而减少氧化胁迫对植株的伤害。(6)低温胁迫下,拟南芥超表达植株中TaG6PDH、Ta6PGDH表达量在0℃和-10℃显着升高,且TaG6PDH超表达植株中内源At6PGDH基因表达量显着高于野生型;同样,Ta6PGDH超表达植株中内源AtG6PDH基因的表达量也显着高于野生型。(7)0℃和-10℃下,TaG6PDH超表达植株中G6PDH活性显着高于野生型和突变体;同样,Ta6PGDH超表达植株中6PGDH活性也显着高于野生型和突变体。本研究初步证实了冬小麦胞质TaG6PDH和Ta6PGDH响应低温胁迫,在拟南芥中超表达TaG6PDH和Ta6PGDH能够增强植株的抗低温能力。本实验结果为解析Dn1抗寒机制提供了相应的理论依据,也为冬小麦抗寒分子育种奠定了理论基础。(本文来源于《东北农业大学》期刊2019-06-01）
文鑫[6]（2019）在《暗纹东方鲀（Takifugu fasciatus）应对低温胁迫的生理响应和分子机制研究》一文中研究指出本论文以暗纹东方鲀为研究对象,首先运用转录组学、蛋白质组学、代谢组学等高通量测序的方法对低温胁迫下暗纹东方鲀的应答机制进行研究;随后在此基础上,进一步探讨盐度对暗纹东方鲀在低温环境下的肝功能、免疫、氧化应激、脂代谢、p38MAPK、凋亡、存活等方面的影响。以期在分子水平上系统阐明暗纹东方鲀应对低温胁迫的分子调控机制,同时为暗纹东方鲀的安全越冬提供一定的理论依据。本论文的主要研究结果如下:1.多组学联合分析暗纹东方应对低温胁迫的分子机制在转录水平,总共有5166个差异基因被发现,其中包含2544个上调和2622个下调基因。对这些差异基因进行GO富集分析发现,暗纹东方鲀应对低温胁迫所调控的基因主要聚集在binding,ion binding,intracellular,intracellular part,cellular response to DNA damage stimulus,macromolecule catabolic process等生物学GO簇。此外,通过KEGG的分析,暗纹东方鲀肝脏的一些重要的通路参与了低温胁迫的调控,例如ibosome biogenesis in eukaryotes,glyoxylate and dicarboxylate metabolism,RNA transport,PPAR signaling pathway,fatty acid biosynthesis。在翻译水平,基于iTRAQ蛋白质组学技术鉴定了3741个蛋白,包含160个差异蛋白,其中53个上调和107个下调的蛋白。随后,通过qRT-PCR验证HSP90、CIRB、GST、RAP1A、ERBB2、FLNB、RPS6KA、DAAO、COX5A、A2ML1、CAB 39等11个基因;PRM验证HSP90、CIRB、GST、FLNB、A2ML1等蛋白的丰度,证实了数据的可靠性和可重复性。通过分析,KEGG富集到了MAPK和Wnt两个信号转导相关的通路。根据分析的结果,将这些蛋白聚焦到叁个主要的小组,分别是造成损伤的氧化应激(9个蛋白HSP90、CIRP、CSDE1、DAAO、GST、ZIP7、RDH12、TFRC1、QSOX1)、与运输相关的线粒体酶(11个蛋白:PRODH、TOMM20、OAT、Ucp1、C8G、COX5A、ATP5J、GATA、MPC1、PNPT1、THRS)、以及信号转导(13个蛋白:RAP1A、ERBB2、FLNB、RAC1、RPS6KA、CAB39、CSNK1A、IMPA1、MTM14、PIK3、G protein、PLCB、CACYBP)。在代谢水平,基于HILIC UHPLC-Q-TOF MS技术的代谢组学方法进行代谢轮廓的变化分析。QC样本谱图比对、主成分(PCA)、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)的实验表明,本次实验的仪器分析系统稳定性较好,试验数据稳定可靠,在实验中获得的代谢谱差异能反映样本间自身的生物学差异。总共有4085个阳离子峰和5379个阴离子峰被鉴定。经进一步鉴定,共筛选到40个差异代谢物,其中9个下调和31个上调。将差异代谢物所参与的调控通路整合分析发现,脂类代谢类别的通路以及参与这些通路的差异代谢物最多,这说明脂类代谢在暗纹东方鲀应对低温胁迫时发挥了关键作用。联合转录-蛋白-代谢的多组学分析发现,暗纹东方鲀低温耐受机制聚焦到20条通路,其中有14个上调和3个下调的差异代谢物,8个上调和3个下调以及3个相反趋势的基因参与了这些通路。将这些差异代谢物和差异共表达基因进行相关性整合发现,它们的互作关系主要分为了两支,一支主要以胆汁盐(bile salts)的跨膜运输为主,而另一只主要以不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acids),维生素(vitamins)、腺苷(adenosine)为主。说明暗纹东方鲀主要通过增强不饱和脂肪酸的代谢,胆汁盐的运输,维生素摄取和抗氧化能力来实现低温耐受调控。此外,对多组学联合分析得到具有一致趋势的11个差异基因进行SNP预测,总共有23个潜在的SNPs位点被检测到。通过对50尾个体暗纹东方鲀的DNA进行SNP位点验证,总共有13个SNP位点呈现阳性,预期可作为暗纹东方鲀耐寒性状的分子标记。2.低温下盐度对暗纹东方鲀生理生化的影响多组学联合分析的研究发现,低温会影响信号转导、氧化应激、线粒体酶等相关基因和蛋白的表达,进而阻碍肝脏的正常代谢,改变氧化应激水平、脂质代谢水平、免疫系统。进一步研究发现,添加适宜的盐度后,能够有效缓解低温带来的压力。具体表现在:(1)降低氧化应激水平。在13℃和17℃下,添加10ppt的盐能够显着降低Cortisol、GSH-PX、MDA的浓度以及HSP90基因和蛋白的表达。(2)缓解脂质代谢程度。10ppt盐度的刺激能使T-CHO在13℃和17℃都显着上调。相反的,GLU和TG则呈现上调的趋势,并且在13或17℃时,添加10ppt盐后都使得它们含量下调。(3)改变相关免疫系统,如ALT、AST、IgM、LZM的活性,Gran、RBC、LYMPH的数量,以及IFN、IFNR、IL-4、IL-4R的表达在低温和盐度的综合作用下,都发生了显着的改变。(4)改变p38MAPK及其磷酸化蛋白的表达,以及p38MAPK下游转录因子ATF2、ElK-1、MEF2、P53基因的表达。这些基因和蛋白的变化相应的改变了不同处理下的暗纹东方鲀存活率以及肝脏细胞的凋亡指数。13℃和17℃时,盐度10ppt处理组出现死亡的时间均比0ppt和20ppt延迟。在13℃下,10盐度相对于0盐度处理能够明显减少死亡率,且随着处理时间的增加更为显着。相似的,0ppt和10ppt的盐度下,凋亡水平都会随着温度的下降而升高。并且盐度10ppt在13℃和17℃条件下,相对于盐度0ppt和20ppt,能够显着降低凋亡水平。21℃时叁种盐度都无法显着改变凋亡水平。2025(20ppt,25℃)的处理则呈现高凋亡水平。这些结果表明,盐度与低温之间存在调节暗纹东方鲀生理平衡的机制。(本文来源于《南京师范大学》期刊2019-05-30）
李彩霞,董邵云,薄凯亮,苗晗,张圣平[7]（2019）在《黄瓜响应低温胁迫的生理及分子机制研究进展》一文中研究指出低温是影响黄瓜生长发育的重要环境因子。本文首先从黄瓜的膜系统、保护酶系统、激素含量、渗透调节物质和光合特性等方面综述了国内外近年来关于黄瓜响应低温胁迫的生理生化基础及植物响应低温信号的分子转导机制的研究现状,然后从黄瓜的耐低温遗传规律和基因定位、耐低温相关基因的功能研究等方面论述了黄瓜耐低温胁迫的分子机制,并总结了提高黄瓜低温耐受性的有效措施,旨在为解决生产中的黄瓜低温冷害问题提供重要的理论依据。(本文来源于《中国蔬菜》期刊2019年05期）
冯瑛[8]（2019）在《樱桃砧木抗旱性评价及应对干旱胁迫响应的生理和分子机制》一文中研究指出甜樱桃(Prunus avium)隶属蔷薇科(Rosaceae)李属樱桃亚属(Prunus subgenus cerasus),是多年生落叶果树。樱桃因为上市早于其他水果被称为“春果第一枝”,果实营养丰富,经济价值高,在世界上多个国家成为主要的果树生产树种。由于甜樱桃经济效益显着,樱桃种植产业在我国发展迅速,成熟的栽植区域从渤海湾地区发展到西北、淮海及西南地区,在种植区日趋成为重要的农业经济产业。樱桃产业发展面临着多种产业障碍因素,其中干旱是影响北方地区樱桃产业发展的最主要的非生物逆境障碍因素之一。干旱影响樱桃生长、生殖和水分、营养吸收及转运,不同种质对干旱胁迫的响应不同,抗旱能力存在很大差异。樱桃砧木种质(Prunus subgenus cerasus)表现出抗旱能力差异性,然而有关抗旱差异性的机理尚不清楚。因此,本研究利用樱桃砧木种质作为研究对象,对比分析抗旱性与敏感性樱桃种质响应干旱的生理及分子响应的差异,探索其应对干旱的机理,挖掘抗旱基因,对于樱桃的抗旱性改良提供理论依据,筛选并培育抗旱性强的樱桃种质资源对于我国大面积的旱地利用具有重要意义。(1)本研究以毛樱桃(P.tomentosa)、中国樱桃‘大青叶’(P.pseudocerasus)、吉塞拉樱桃‘Gisela 5’及‘Gisela 6’(P.cerasus×P.canescens)、考特樱桃‘Colt’(P.pseudocerasus×P.avium)、马哈利樱桃‘CDR-1’(P.mahaleb)和马哈利与草原樱桃杂交种‘CDR-2’(P.mahaleb×P.fruticosa)为研究材料,对其抗旱性进行评价。对樱桃砧木种质二年生扦插繁殖苗进行盆栽自然干旱处理,测定樱桃砧木的干旱响应生理生化指标,包括叶片相对含水量(RWC)、叶绿素(ChlorophyⅡ)、脯氨酸(Pro)、丙二醛(MDA)、过氧化物酶(SOD)、超氧歧化物酶(POD)和氧化氢酶(CAT)。依据生理指标测定值,采用隶属函数法计算各砧木的抗旱指数,同时参考砧木表型的受害程度将7个砧木的抗旱能力进行排序,由强到弱依次为:‘CDR-1’,‘CDR-2’,毛樱桃,‘Gisela 6’,‘Colt’,‘大青叶’,‘Gisela 5’。(2)通过测定7个砧木在干旱胁迫下光合过程气体交换参数和叶绿素荧光参数,主要包括净光合速率(Pn)、叶片胞间二氧化碳浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(E)、水分利用效率(WUE)、光化学最大量子效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(NPQ),分析砧木的共性和差异性响应特征。发现在干旱条件下7个樱桃砧木光合能力差异较大,在重度干旱条件(SRWC35%-40%)下‘Gisela 5’和毛樱桃相比其他砧木樱桃砧木光合能力受抑制程度更深;樱桃砧木能够接受的最低土壤含水量应该高于SRWC 40%;SRWC 60%-80%的土壤水分条件下樱桃砧木的光化合效率最高,光合速率和叶片水分利用效率最为理想。从光合指标分析结果来看,‘Gisela 6’、‘CDR-1’、‘CDR-2’、‘Colt’和‘大青叶’相对于‘Gisela 5’和毛樱桃,在重度干旱条件下的调节能力更强。(3)采用对比分析转录组和代谢组的方法对抗旱差异性大的樱桃种质(抗旱性‘CDR-1’和干旱敏感性‘Gisela 5’)进行干旱响应的相关基因和代谢物研究。通过RNA-Seq技术对比分析筛选了干旱响应差异表达基因:‘CDR-1’叶片中检测到281个上调基因和626个下调基因,根系中检测到84个上调基因和1079个下调基因;‘Gisela5’叶片中检测到79个上调基因,400个下调基因,根系检测到71个上调基因和205个下调基因。通过非靶标GC-MS检测技术总共筛选到了234个差异代谢物,其中92个上调差异代谢物,14个为共同上调差异代谢物,‘CDR-1’上调特异差异代谢物59个,‘Gisela 5’上调差异代谢物19个,上调差异代谢物主要是有机酸、嘌呤、脂质、氨基酸、核苷酸碳水化合物衍生物和生物碱等。通过对转录组和代谢组数据联合分析,发现碳水化合物代谢、植物激素的信号转导和植物次生代谢产物是与樱桃砧木干旱响应密切相关的重点调节过程,其中苯丙烷素合成途径和氰丙氨酸代谢途径涉及的差异性代谢路径是导致两个砧木抗旱差异性的关键因素:‘CDR-1’在干旱响应代谢中发生“奎尼酸→苯丙氨酸→对香豆酸”和“奎尼酸→苯丙氨酸→3-氰丙氨酸→天冬酰胺”两种途径,而‘Gisela 5’则更倾向“奎尼酸→咖啡酸?绿原酸”和“奎尼酸→苯丙氨酸→3-氰丙氨酸→天冬酰胺”两种途径,且奎尼酸、苯丙氨酸、3-氰丙氨酸和天冬酰胺在‘CDR-1’和‘Gisela 5’分别积累了183.0、1.3、4111229.0、7.0倍和1.5、1.2、2.0、2.6倍,表明‘CDR-1’的解氰效率和细胞保护性代谢物的合成效率高于‘Gisela 5’,这是造成两个砧木抗旱差异性的主要原因。最终将6个差异代谢物包括奎尼酸、苯丙氨酸、3-氰丙氨酸、天冬酰胺、对苯醌和植物鞘氨醇确认为樱桃砧木干旱响应候选指示代谢物。基于樱桃砧木干旱响应差异基因的GO、KEGG分析和PPI互作网络分析,结合代谢物与基因联合分析结果,挖掘到4个参与能量代谢基因、3个泛素连接酶基因和1个锌指结构等17个核心候选基因,并对其进行了基础生物信息分析。最后,综合生理检测、转录组和代谢组的分析结果,总结绘制了‘CDR-1’干旱反应机理推导图。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2019-05-01）
胡炎[9]（2019）在《东南景天对镉胁迫的响应和镉再转运的生理与分子机制》一文中研究指出土壤镉污染严重威胁我国乃至世界的食品安全和人类健康。以镉超积累植物为基础的植物修复技术具有环境友好、成本低廉等优点,是具有广阔应用前景的镉污染土壤治理技术之一。植物对镉的耐性和累积能力是制约镉污染土壤植物修复效率的关键。虽然关于超积累植物对镉的吸收、运输和累积及其机制等方面已有不少研究报道,但是关于超积累植物对短期镉胁迫的响应以及长期镉胁迫下体内镉的分布和再转运的特征及其生理与分子机制仍不完全清楚。本论文以镉耐性和累积能力差异显着的东南景天镉超积累生态型(HE)和非超积累生态型(NHE)为材料,采用显微染色观察、微X射线荧光(μ-XRF)原位分析、激光捕获显微切割(LCM)、高通量测序等技术相结合的方法,围绕短期镉胁迫诱导的NO响应镉毒的调控机制、长期镉胁迫下地上部的镉累积分布特征、地上部镉的韧皮部再转运特性、茎不同类型细胞在转录水平对镉胁迫的响应、镉累积特性与抗生物胁迫的关系等方面进行了研究。取得的主要结果如下:1.采用短期水培试验,比较研究了东南景天两种生态型根系内源一氧化氮(NO)对镉胁迫的响应及差异。结果表明,短期镉胁迫显着提高了 HE根系内源NO含量,在镉处理36 h后其根系NO含量达到峰值,但在NHE根系未观察到NO爆发的类似现象。镉胁迫可显着提高HE根系硝酸还原酶(NR)和一氧化氮合酶(NOS)活性,NR抑制剂或NOS抑制剂均可显着降低根系NO含量,两者同时处理则可进一步降低NO含量。在HE根系添加NO的清除剂(cPTIO)清除内源NO对HE根系镉的吸收以及镉从根系到地上部的转运无显着影响,但显着加剧了镉胁迫导致的根系活性氧(ROS)累积、膜脂过氧化和细胞损伤程度。镉胁迫下HE根系SOD的活性升高,CAT、APX、POD等酶活性反而下降,但清除NO则逆转了上述变化;镉胁迫下HE根系谷胱甘肽(GSH)含量以及GR,GSNOR和y-ECS等与GSH合成和循环再生相关酶活性显着升高,NO清除剂则可逆转这种变化趋势,但对抗化血酸(AsA)含量以及MDHAR和DHAR等与AsA循环再生相关的酶的活性无显着影响。由此可见,短期镉胁迫诱导根系来源于NR和NOS合成途径的NO,不直接影响镉的吸收和转运,而是通过选择性地上调SOD活性和GSH合成与循环再生来维持细胞的氧化还原稳态,从而增强东南景天镉超积累生态型对镉的耐性。2.以东南景天两种生态型为材料,研究了长期镉胁迫下植株地上部镉的累积和分布特征及其受生理年龄的影响。结果表明,HE地上部的镉含量要远高于NHE,且新生茎/叶中的镉含量显着高于衰老茎/叶;而NHE地上部的镉主要滞留在老茎中,叶中的镉含量非常低。μ-XRF元素原位分析结果显示,镉在HE新生茎中主要分布于皮层和髓的薄壁细胞,在新生叶片中主要分布于叶肉细胞;镉在衰老茎中主要分布在表皮和维管组织,尤其是在维管组织的韧皮部,且在衰老叶片中含量较低。透射电镜观察结果显示,镉明显破坏了 NHE茎的韧皮部细胞结构,而对HE茎的韧皮部细胞结构无显着影响。表明,镉在东南景天地上部的分布受到生态型和器官年龄的影响,在HE植株中镉可从衰老茎/叶向新生茎/叶转运,这可能与其韧皮部对镉耐性较强、能保持较强的镉再转运能力有关。3.以东南景天两种生态型为材料,研究了镉在韧皮部的再转运过程及其特性。叶片靶向饲喂试验结果显示,镉从HE处理叶向外转运的速度非常快,叶片处理仅仅6 h后即可通过μ-XRF技术在与该叶片相连接的茎中观察到镉的分布;经过7 d的饲喂,HE叶片吸收的镉有40%以上转移到了其他部位,而NHE叶片吸收的镉向外转运的不到10%。分析两种生态型叶片韧皮部渗出液中的镉含量,发现HE韧皮部渗出液的镉含量要显着高于NHE,而且HE韧皮部汁液中镉的丰度处于钾和钙后居第叁位,相对丰度是铁的10倍。根系重生试验结果显示,镉能够通过韧皮部从原储存器官向新生的茎/叶转移,但是不向根部转运,遮阴诱导叶片衰老可以进一步促进镉的再转运。上述结果表明,韧皮部介导了东南景天超积累生态型地上部镉的再转运,这种转运具有高效性、方向性、快速性的特点,地上部镉通过韧皮部从衰老茎/叶向新生茎/叶的再转运和重分配可能与其具有超强镉耐受和积累能力以及镉污染土壤的提取修复效率有关。4.采用激光捕获显微切割和高通量测序技术相结合的手段,比较分析了镉胁迫下东南景天超积累生态型成熟茎的薄壁组织细胞和维管组织细胞转录组的变化及其差异。结果显示,不同类型细胞在转录水平对镉的响应不同,其在镉累积中起到的作用也不同:HE茎的维管组织细胞转录组的变化主要集中在细胞膜,介导了镉等物质的运输过程;而薄壁细胞转录组在镉胁迫下的变化相对较小,主要与镉的区隔与解毒等过程有关。在镉胁迫下不同类型细胞的转录组代谢路径的变化相似,说明东南景天超积累生态型茎中存在整体性、系统性的信号网络来调控其对镉胁迫的响应,而ABC家族部分基因以及钙信号通路极可能是该网络的重要组成部分。此外,本研究筛选出了部分可能参与镉运输与储存、镉液泡区隔、韧皮部镉转运、镉耐性与解毒等过程的候选基因,初步构建了东南景天超积累生态型地上部镉转运和累积的基因网络,这可为进一步揭示超积累植物对镉的耐性和积累的分子机制提供理论依据。5.以东南景天超积累生态型为材料,研究了镉处理下HE植株镉的累积与其抵御生物胁迫的关系。结果表明,长期镉处理可显着提高HE植株体内的镉含量,并且可使长期生长在充满蚜虫的开放环境中的植物免受以韧皮部汁液为食的蚜虫的危害;短期镉处理亦可显着减少生长于封闭环境的植株上的蚜虫数量。但是,镉处理不影响HE植株体内的酚类代谢,不影响蚜虫对宿主的选择性和蚜虫在不同处理植株间的迁移。富镉植株上收集的蚜虫体内镉含量很高,采用μ-XRF元素原位分析技术可清晰地观察到镉在蚜虫体内的分布。此外,镉处理可使生长在充满病原微生物环境中的HE植株正常生长,而对照植株叶片则因病原微生物感染而失绿黄化、病变衰老。形态学和分子生物学鉴定结果表明,该病原菌属于真菌的白粉菌科,其主要寄生部位为叶片表皮细胞,这与镉在叶片累积分布的位点一致,因此镉直接毒害白粉菌可能是镉累积抑制白粉菌在植株叶片寄生繁衍的原因。可见,镉在东南景天超积累生态型地上部的高量积累可通过对蚜虫和白粉菌产生毒害效应而使得植物免受其侵袭和危害。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-03-01）
王晓娇[10]（2018）在《马铃薯萌芽出苗期根系生育对土壤水分的生理和分子响应机制研究》一文中研究指出本研究以内蒙古地区主栽品种‘克新1号’为试验材料,采用温室内盆栽试验方法,研究不同水分处理对马铃薯萌芽出苗期根系生育形态、生理生化及内源激素含量的影响,分析萌芽出苗期根系生育对水分处理的形态、生理响应,并利用高通量测序平台,从转录组水平分析根系基因的差异表达,研究马铃薯萌芽出苗期根系生育对水分处理应答的分子机制,为马铃薯抗旱性鉴定、水分科学管理及培育抗旱型新品种提供理论依据与数据支持。主要研究结果如下:1.马铃薯萌芽出苗期间,土壤相对含水量低于或等于50%,根系体积、根系吸收总面积、根系活跃吸收面积降低,抑制萌芽出苗期根系的生长发育;根系通过提高根系活力、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、SOD活性、CAT活性和POD活性来应对水分胁迫。2.马铃薯萌芽出苗期间,土壤相对含水量低于或等于50%,根系中IAA含量降低,ABA含量、SA含量迅速升高;JA含量在水分处理后期出现升高现象,GA含量增加幅度较小。马铃薯在水分处理下优先合成ABA和SA,再合成JA,以响应水分的变化。3.通过对转录组测序分析,在正常供水、中度水分处理和重度水分处理中分别获得7.08G、7.13G和7.38G的clean reads,获得22945、22627和21901个表达基因;在中度水分处理样品中获得差异表达基因1488个,其中上调578个,下调910个,在重度水分处理样品中获得差异表达基因5241个,其中上调1905个,下调3336个,共同差异表达基因369个,差异基因主要与蛋白激酶、甲基转移酶、磷酸转移酶、糖苷水解酶、淀粉酶、核酸酶、氧化还原酶、水解酶、水通道蛋白、转运蛋白、转录因子等相关。用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)检测10个基因的表达结果与高通量测序中结果一致。4.中度水分处理样品中有1107个DEGs被GO注释,重度水分处理样品中有3806个DEGs被GO注释,显着富集的GO term主要与辅因子代谢、氧化还原、碳水化合物代谢、糖代谢、细胞代谢、对生物刺激反应、转运蛋白活性、离子转运、转录因子活性和大分子的生物合成等相关;在中度水分处理样品中,有709个DEGs注释到KEGG数据库中的94个分类代谢途径,重度水分处理样品中有2532个DEGs注释到116个分类代谢途径,显着富集的代谢途径主要涉及谷胱甘肽代谢、氨基酸代谢、植物激素信号转导、次生代谢产物生物合成、植物-病原体相互作用等过程。5.在水分处理下,马铃薯萌芽出苗期间根系中谷胱甘肽及其代谢途径参与了抵御水分处理的正调控;激素ABA、ET和CKs信号转导被激活,IAA、GA、JA和SA信号转导被抑制;在中度和重度水分处理下,分别发现属于7个家族的150个和409个蛋白激酶基因,属于12个家族的28个和107个蛋白磷酸酶基因,丝氨酸/苏氨酸磷酸酶(PP2C,PP2A)参与ABA信号转导的调控;属于54个家族的488个转录因子基因,其中AUX/IAA基因参与IAA信号转导;发现3个耐旱相关基因P5CS、SOD、CAT和1个根系发育相关基因TSB表达水平分别与Pro含量、SOD活性、CAT活性和IAA含量显着正相关,AUX/IAA表达水平与IAA负相关。揭示了水分处理下马铃薯萌芽出苗期间根系中的信号转导机理及其在马铃薯耐旱中的重要作用。(本文来源于《内蒙古农业大学》期刊2018-06-01）
生理与分子响应论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
燕麦为重要的粮、饲兼用型作物。同时,燕麦耐盐碱,也是改良盐碱化土壤的重要作物。土壤盐碱化严重影响着世界各国的粮食生产及生态安全,而土壤碱化较土壤盐化危害更重。本文借助蛋白组学技术、非损伤微测技术等,研究燕麦不同生育时期、不同组织器官响应碱胁迫的生理及分子机制。主要研究结果如下:1.低浓度碱胁迫即可对燕麦产生很强的胁迫作用。“CO32--HCO3-”产生的缓冲液式的高pH,是碱胁迫的主要胁迫因素。这种胁迫引起多个跨膜质子转运载体显着下调表达,其它H+协同转运载体也发生显着差异表达,以此来维持细胞内、外pH及质子平衡。碱胁迫导致根部依赖H+的NO3-跨膜转运载体上调(平均最大上调2.9倍),并引起氮同化酶类显着上调表达;进一步通过非损伤微测技术研究发现,燕麦耐碱特性与其氮素吸收效率直接相关。碱胁迫下,燕麦组织累积大量Na,特别是根部;加之高pH胁迫,导致根部受胁迫最严重。碱胁迫抑制K+吸收,也使P、Fe等元素的吸收转运载体显着上调表达。2.碱胁迫严重抑制光合色素的合成,导致光合色素总量下降。敏感品种中叶绿素酸酯a加氧酶显着上调表达(最大上调8.3倍,处理后品种间差异9.39倍),使叶绿素a向叶绿素b转化;其次,碱胁迫抑制光合色素结合蛋白及其它组分蛋白的表达,特别是敏感品种中尤为明显。碱胁迫影响燕麦碳固定,抑制核酮糖1,5,-二磷酸羧化酶等关键酶的表达,净光合速率显着下调;抗性品种根部的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶却显着上调表达,这将有助于抗性品种光合产物的合成。3.碱胁迫下,核糖体亚基蛋白、翻译延伸因子等受到抑制而显着下调表达,特别是在敏感品种中下调明显。叶组织中的核糖体小亚基RP-S27e和穗组织中核糖体大亚基L6、L7e对碱胁迫敏感。碱胁迫刺激燕麦细胞内及非原生质体部分产生大量LEA、PRs、LTPs等逆境响应蛋白,尤其是在敏感品种中大量逆境响应蛋白、糖代谢酶类显着上调表达,一些次生代谢、氨基酸代谢及参与蛋白修饰的酶类活动增强。燕麦穗中多种蛋白在正常以及碱胁迫条件下,与其它组织差异较大。在抗性品种的穗中有大量表达调控、蛋白质修饰类蛋白均显着上调表达;另外,缬氨酸-亮氨酸-异亮氨酸和赖氨酸降解途径的反应增强。总之,缓冲液式的高pH及高浓度的Na'胁迫,抑制燕麦根部生长发育、破坏根部根毛结构、扰乱根细胞H+平衡、使燕麦对N、K、P、Fe等元素的吸收困难;同时,抑制光合系统、影响蛋白合成加工,并诱导产生抗逆蛋白。氮素吸收同化、碳固定、光反应、蛋白合成等关键酶或组分可作为耐碱燕麦筛选的标志蛋白。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
生理与分子响应论文参考文献
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[3].钟亚琴.嫁接西瓜响应低钾胁迫的生理和分子机制研究[D].华中农业大学.2019
[4].宋春华.冬小麦TaPRK响应低温胁迫的生理分子机制[D].东北农业大学.2019
[5].田宇.冬小麦TaG6PDH和Ta6PGDH响应低温胁迫的生理分子机制[D].东北农业大学.2019
[6].文鑫.暗纹东方鲀（Takifugufasciatus）应对低温胁迫的生理响应和分子机制研究[D].南京师范大学.2019
[7].李彩霞,董邵云,薄凯亮,苗晗,张圣平.黄瓜响应低温胁迫的生理及分子机制研究进展[J].中国蔬菜.2019
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[9].胡炎.东南景天对镉胁迫的响应和镉再转运的生理与分子机制[D].浙江大学.2019
[10].王晓娇.马铃薯萌芽出苗期根系生育对土壤水分的生理和分子响应机制研究[D].内蒙古农业大学.2018