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不同水稻品种基因表达对干旱胁迫的应答

作　者: 刘敏
导　师: 葛才林；王余龙
学　校: 扬州大学
专　业: 生态学
关键词: 水稻 干旱胁迫 基因芯片 基因表达
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


本文以中旱3号和矮仔占为材料,分析了10%聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫对上述两水稻品种叶片含水量的影响,应用基因芯片技术分析了中旱3号和矮仔占叶片基因表达对干旱胁迫的应答,并应用RT-PCR对部分干旱胁迫诱导基因的转录水平进行了验证。进而探讨了水稻对干旱胁迫的应答机制,其主要结果如下:1.干旱胁迫对水稻幼苗含水量的影响PEG6000模拟干旱对两种供试水稻幼苗叶片含水量均有明显影响。供试水稻幼苗叶片的相对含水量随着干旱处理时间的延长而降低,并且中旱3号相对含水量下降的幅度较小,矮仔占相对含水量下降幅度较大。这表明,中旱3号为耐旱品种,矮仔占为干旱胁迫敏感型品种。2.水稻基因表达对干旱胁迫应答的基因芯片分析PEG6000模拟干旱胁迫对两供试水稻品种幼苗叶片的基因表达有明显的影响。中旱3号幼苗叶片中受到PEG6000模拟干旱胁迫诱导基因有信号受体相关基因、信号转导相关基因、转录因子及转录调控相关基因、抗脱水特异性蛋白相关基因、解毒相关基因、次生物和抗生素合成相关基因、分子构型和大分子修饰相关基因、物质运输与代谢相关基因几大类型。其中,中旱3号叶片中信号转导、转录调控、抗脱水特异性蛋白以及解毒相关基因受到干旱胁迫大量诱导,尤其是干旱胁迫诱导中旱3号叶片中木菠萝凝集素、水通道蛋白强烈表达,而在矮仔占叶片中未检测到其诱导作用。这可能是中旱3号耐干旱胁迫主要机制。相反,矮仔占叶片中受干旱胁迫所诱导基因的数量不仅很少,而且受诱导基因的上调倍数也较低,尤其是受诱导的抗脱水特异性蛋白相关基因数量很少。这可能是矮仔占对干旱胁迫敏感的主要机制。3.干旱胁迫诱导基因的RT-PCR验证RT-PCR结果表明干旱胁迫对中旱3号叶片中与活性甲基循环、转移相关基因的表达既有抑制作用又有诱导作用。而对矮仔占叶片中与活性甲基循环、转移相关基因的表达具有抑制作用,这与基因芯片的检测结果相一致。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
前言  9-14
  1. 本研究的立题依据  9-10
  2. 中国农业水危机  10
  3. 植物对干旱胁迫的生理生化适应  10-12
  4. 基因表达对干旱胁迫应答研究进展  12-13
  5. 本试验研究的内容、目的以及意义  13-14
材料与方法  14-19
  1. 材料  14
  2. 主要测定项目及方法  14-19
    2.1 干旱胁迫对水稻幼苗相对含水量的影响  14
    2.2 干旱胁迫对水稻叶片基因表达影响的基因芯片分析  14-16
    2.3 干旱胁迫诱导基因的RT-PCR 验证  16-19
结果与分析  19-70
  1. PEG6000 模拟干旱胁迫对水稻幼苗相对含水量的影响  19
  2. 诱导表达基因的分布情况  19-24
    2.1 诱导基因在染色体上的定位  20
    2.2 诱导基因在细胞器上的分布情况  20-22
    2.3 诱导基因生物学功能分类  22-24
  3. 诱导基因类型及其功能分析  24-66
    3.1 受体基因  24-27
    3.2 参与信号转导相关基因  27-31
    3.3 转录因子及其基因转录调控  31-37
    3.4 与水胁迫相关的特异基因  37-41
    3.5 解毒相关酶  41-46
    3.6 与次生代谢相关基因  46-50
    3.7 与分子构型相关的酶  50-52
    3.8 与基团转移和大分子修饰相关基因  52-54
    3.9 与病程和其他抗性相关蛋白  54-55
    3.10 物质运输与调控相关基因  55-59
    3.11 代谢相关基因  59-66
  4、转甲基相关差异转录基因的RT-PCR  66-70
    4.1 甲基转移、循环相关基因受干旱胁迫影响的基因芯片结果  66
    4.2 甲基转移、循环相关基因对干旱胁迫应答的RT-PCR 验证  66-70
小结与讨论  70-74
  1. 干旱胁迫对水稻幼苗含水量的影响  70
  2. 干旱胁迫诱导表达基因的品种间差异  70-74
    2.1 诱导表达基因数量、上调倍数上的差异  70-71
    2.2 凝集素在抗旱性中的重要性  71-72
    2.3 水通道蛋白在抗旱中的作用  72
    2.4 中旱3 号耐干旱的其它分子机制  72-74
参考文献  74-86
致谢  86

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻
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