基于转录组的陆地棉苗期耐冷机制初步解析及功能基因挖掘
发布时间：2023-12-08 20:36
陆地棉(Gossypium hirsutum L.)起源于亚热带,喜热畏寒。随着我国植棉区大幅度调整,新疆成为了我国最大的棉花种植区,而由于新疆气候寒凉,春季常发生“倒春寒”灾害,导致大量棉田重播,严重影响棉花产量和纤维质量。而苗期是棉花冷害的关键时期,筛选培育棉花苗期具有耐冷性的品种对抵御“倒春寒”,保证棉苗成活及产量和品质具有重要意义和价值。本研究主要进行以下三方面研究:一是对我国黄河流域、长江流域、西北内陆流域、北部特早熟和国外五个生态区的棉花种质资源进行耐冷性鉴定和种质筛选,并对其中50个代表性种质运用多个指标鉴定耐冷种质;二是基于耐冷差异种质苗期的转录组测序分析筛选得到6个耐冷候选基因;三是对耐冷相关基因GhZAT10(GhD05G2011)进行了克隆和耐冷功能验证。主要研究结果如下:1.以4℃冷处理4.5天、再进行5天恢复处理后成活苗率作为棉花苗期耐冷性鉴定的主要指标,对来源于长江流域棉区、黄河流域棉区、西北内陆棉区、北部特早熟棉区和国外的315份种质进行耐冷性初步鉴定,结果显示西北内陆生态区的棉花种质耐冷性最强,国外种质次之,其他生态区棉花种质不耐冷...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 引言
1.1 冷害对植物的影响
1.1.1 低温冷害对植物幼苗生长的影响
1.1.2 低温冷害对植物形态结构的影响
1.1.3 低温冷害对细胞膜的影响
1.1.4 低温冷害对低温胁迫恢复的影响
1.2 转录组测序技术概述
1.3 锌指蛋白的概述
1.4 植物C2H2型锌指蛋白的相关研究进展
1.5 棉花C2H2型锌指蛋白的研究进展
1.6 本研究的目的意义
2 材料与方法
2.1 陆地棉苗期耐冷评价方法及种质筛选
2.1.1 试验材料
2.1.2 材料培养及处理
2.1.3 低温胁迫恢复活苗率和冷害指数的测定
2.1.4 相对电导率的测定
2.1.5 陆地棉子叶期耐冷级别评定
2.1.6 数据处理
2.2 棉花苗期耐冷差异种质的转录组测序
2.2.1 试验材料
2.2.2 材料培养及处理取样
2.2.3 RNA提取及质量检测
2.2.4 文库构建及上机测序
2.2.5 测序数据过滤
2.2.6 基因组比对分析
2.2.7 基因表达水平比较
2.2.8 实时荧光定量PCR检测
2.2.9 差异表达基因的筛选
2.2.10 差异基因的GO和KEGG功能富集分析
2.3 陆地棉GhZAT10基因的克隆及功能分析
2.3.1 试验材料
2.3.2 材料培养及逆境处理
2.3.3 载体及菌株
2.3.4 常用抗生素的配制
2.3.5 试验试剂
2.3.6 试验仪器
2.3.7 cDNA的合成
2.3.8 GhZAT10蛋白亚细胞定位
2.3.9 生物信息学分析
2.3.10 低温下GhZAT10的实时荧光定量表达分析
2.3.11 棉花VIGS载体的构建
3 结果与分析
3.1 陆地棉苗期耐冷评价及种质筛选
3.1.1 315份陆地棉子叶期低温胁迫恢复的活苗率统计
3.1.2 50份陆地棉子叶期低温胁迫恢复的形态指数统计
3.1.3 50份陆地棉子叶期低温胁迫耐冷级别的确定
3.2 棉花苗期耐冷差异种质的转录组测序
3.2.1 基因组比对分析
3.2.2 基因统计分析
3.2.3 低温早期响应转录组分析
3.2.4 低温早期快速上调转录因子的鉴定
3.2.5 组间差异表达基因统计分析
3.2.6 CT3-CT6组间高丰度表达差异基因分析
3.2.7 差异基因的KEGG pathway功能富集分析
3.2.8 差异基因的GO富集分析
3.3 陆地棉GhZAT10基因的克隆及功能分析
3.3.1 GhZAT10基因的特征分析及克隆
3.3.2 GhZAT10蛋白的理化性质和磷酸化位点预测分析
3.3.3 GhZAT10蛋白与其他物种ZAT10蛋白的进化关系分析
3.3.4 GhZAT10蛋白亚细胞定位
3.3.5 棉花组织中GhZAT10的表达分析
3.3.6 VIGS棉花表现出冷敏感表型
4 讨论
5 结论
参考文献
附录
附表1 315份陆地棉种质资源信息
附表2 315份陆地棉种质资源子叶期低温胁迫恢复活苗率
附表3 50份陆地棉子叶期低温胁迫恢复的形态指数
附表4 50份陆地棉种质资源信息
在读期间发表的学术论文
作者简历
致谢
附件
本文编号：3871109
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 引言
1.1 冷害对植物的影响
1.1.1 低温冷害对植物幼苗生长的影响
1.1.2 低温冷害对植物形态结构的影响
1.1.3 低温冷害对细胞膜的影响
1.1.4 低温冷害对低温胁迫恢复的影响
1.2 转录组测序技术概述
1.3 锌指蛋白的概述
1.4 植物C2H2型锌指蛋白的相关研究进展
1.5 棉花C2H2型锌指蛋白的研究进展
1.6 本研究的目的意义
2 材料与方法
2.1 陆地棉苗期耐冷评价方法及种质筛选
2.1.1 试验材料
2.1.2 材料培养及处理
2.1.3 低温胁迫恢复活苗率和冷害指数的测定
2.1.4 相对电导率的测定
2.1.5 陆地棉子叶期耐冷级别评定
2.1.6 数据处理
2.2 棉花苗期耐冷差异种质的转录组测序
2.2.1 试验材料
2.2.2 材料培养及处理取样
2.2.3 RNA提取及质量检测
2.2.4 文库构建及上机测序
2.2.5 测序数据过滤
2.2.6 基因组比对分析
2.2.7 基因表达水平比较
2.2.8 实时荧光定量PCR检测
2.2.9 差异表达基因的筛选
2.2.10 差异基因的GO和KEGG功能富集分析
2.3 陆地棉GhZAT10基因的克隆及功能分析
2.3.1 试验材料
2.3.2 材料培养及逆境处理
2.3.3 载体及菌株
2.3.4 常用抗生素的配制
2.3.5 试验试剂
2.3.6 试验仪器
2.3.7 cDNA的合成
2.3.8 GhZAT10蛋白亚细胞定位
2.3.9 生物信息学分析
2.3.10 低温下GhZAT10的实时荧光定量表达分析
2.3.11 棉花VIGS载体的构建
3 结果与分析
3.1 陆地棉苗期耐冷评价及种质筛选
3.1.1 315份陆地棉子叶期低温胁迫恢复的活苗率统计
3.1.2 50份陆地棉子叶期低温胁迫恢复的形态指数统计
3.1.3 50份陆地棉子叶期低温胁迫耐冷级别的确定
3.2 棉花苗期耐冷差异种质的转录组测序
3.2.1 基因组比对分析
3.2.2 基因统计分析
3.2.3 低温早期响应转录组分析
3.2.4 低温早期快速上调转录因子的鉴定
3.2.5 组间差异表达基因统计分析
3.2.6 CT3-CT6组间高丰度表达差异基因分析
3.2.7 差异基因的KEGG pathway功能富集分析
3.2.8 差异基因的GO富集分析
3.3 陆地棉GhZAT10基因的克隆及功能分析
3.3.1 GhZAT10基因的特征分析及克隆
3.3.2 GhZAT10蛋白的理化性质和磷酸化位点预测分析
3.3.3 GhZAT10蛋白与其他物种ZAT10蛋白的进化关系分析
3.3.4 GhZAT10蛋白亚细胞定位
3.3.5 棉花组织中GhZAT10的表达分析
3.3.6 VIGS棉花表现出冷敏感表型
4 讨论
5 结论
参考文献
附录
附表1 315份陆地棉种质资源信息
附表2 315份陆地棉种质资源子叶期低温胁迫恢复活苗率
附表3 50份陆地棉子叶期低温胁迫恢复的形态指数
附表4 50份陆地棉种质资源信息
在读期间发表的学术论文
作者简历
致谢
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