一、黑麦基因组中不同染色体在缺磷胁迫下对普通小麦根系分泌酸性磷酸酯酶(Acph)遗传效应的研究(论文文献综述)
何艳慧[1](2020)在《解盐促生菌Pseudomonas sp.Rs-198全基因组学分析及其与植物根际互作机制研究》文中研究表明新疆土壤盐渍化日益加重,已经严重影响到了辣椒、棉花、番茄等主要经济作物的生产。另外,新疆的盐渍化土壤中虽然总磷含量很高,但大部分为闭蓄态的磷,很难被植物吸收利用,磷肥的大量使用虽然能暂时缓解磷缺乏的问题,但很多施用的磷肥进入土壤之后容易被土壤中的金属离子螯合,导致磷肥利用率下降,造成了磷资源的浪费。尽管有很多研究已经报道根际促生菌是环境友好和可持续发展的农业政策,但只有一小部分在研究根际促生菌诱导辣椒植株耐受盐胁迫。并且,课题组前期在盐渍化土壤的棉花根际土壤中筛选获得了性能优良的促生菌株,并没进行深挖掘其解盐促生机制研究,因此,本论文在前期研究的基础上,在盆栽和小区的实验条件下深入研究Rs-198菌株与植物根际的互作机制,并借助全基因组测序手段,深入研究了根际促生菌株假单胞菌Rs-198的基因组学特性,分析其解盐促生相关的代谢通路等,最后结合促生效果及全基因组数据,明确解盐促生菌Rs-198对植物的促生机制,揭示了根际促生菌Rs-198与植物根系的互作机制。首先,以辣椒植物为研究对象,在盆栽条件下讨论根际促生菌Rs-198对辣椒和盐胁迫之间的相互响应关系,发现在150 mM的盐胁迫下Rs-198接菌处理分别增加了辣椒地上部分和地下部分和根鲜重10.90%和8.81%,并且增加了辣椒地上部分和地下部分的总N、总P含量;Rs-198在无盐和300 mM盐胁迫可以分别提高辣椒根中的可溶性蛋白含量、增加根部总糖含量、提高地下部分过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性和多酚氧化酶活性;对辣椒地上部分、地下部分和盐胁迫与接种促生菌Rs-198的响应进行对比,发现辣椒N和P在地下部分的积累率要显着高于地上部分的积累率、地下部分过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性在盐胁迫下的变化率要大于地上部分的变化率,然而,辣椒地上部分的可溶性蛋白和糖含量的降低速率高于辣椒地下部分蛋白含量的降低速率。因此,除了可溶性蛋白和糖含量之外,营养元素指标和耐盐指标如脯氨酸、甜菜碱等在辣椒地下部分的变化速率均高于地上部分的变化速率,说明地下部分对盐胁迫的响应更加敏感,可能是由于可溶性蛋白和糖主要依赖于叶片的光合作用合成的原因。盐渍化土壤中有丰富的不可被植物利用的磷元素,研究了接种Pseudomonas sp.Rs-198对新疆的主要农作物辣椒和棉花生长、根际土壤中P元素含量、微生物多样性、群落结构的影响,结果表明:接种Rs-198菌株可以显着增加辣椒和棉花根、茎、叶营养元素N、P和K的含量,然而降低了辣椒和棉花根中的Na含量59.71%和59.87%;因此,以辣椒根际土为代表进行了根际土壤微生物多样性分析,发现Rs-198菌株可以降低根际和非根际土壤中Latescibacteria的丰度,同时Rs-198接种之后非根际土壤中的Blastococcus,AKYG587和Pseudomonas分类的丰度显着增加,然而Solirubrobacter,Roseiflexus,Actinoplanes和Skermanella分类的丰度却可以显着的降低;在功能预测分析中,Rs-198菌株处理使外源生物降解代谢、脂类代谢和氨基酸代谢等与土壤生态系统中的植物胁迫有关的酶显着降低;接种Rs-198菌株后,辣椒根际土壤中的速效磷、Ca2-P、Ca8-P、铁磷、铝磷和全磷含量分别增加了34.28%、32.68%、18.04%、9.90%、14.51%和9.01%,而闭蓄态磷的含量下降了27.97%;另外,速效磷含量与Ca2-P和Ca8-P呈正相关,与闭蓄态磷呈负相关。推测出Rs-198调控根际微生物菌群活动,将难溶性磷转变成可溶性磷形式,增加土壤中有效磷的含量,促进植物生长的机制。复配Rs-198菌株与3株芽孢杆菌,并在番茄生长的不同阶段提供不同的根际促生菌,以利于特定生长阶段所需的特定营养,主要得出以下结果:单用Rs-198、菌株M和菌株L的处理番茄果实产量分别比对照高24.24%、20.67%和18.30%,3种和4种菌株复配接种分别增产32.51%和33.27%;单独接种Rs-198时,增加了番茄果实的N、P、K、Mg、Na、Mn、Cu和Zn的含量,而3种促生菌复配接种显着提高番茄果实中Ca、Na、Mn和B含量,4种促生菌复配接种番茄果实中Na、Fe含量。总之,在含有Rs-198菌株的3种促生菌复配接种在不发生病害的情况下,生物量和产量最高。更重要的是,单独接种Rs-198菌株相对于其他菌株和复配作用,可以显着提高了番茄果实中的微量元素和大量营养元素含量,因此,Rs-198菌株在单独接菌和复配接种中都具有显着的促生效果。基于Rs-198菌株的多种优良解盐促生特性,论文以假单胞菌Rs-198为目标菌株,通过二、三代测序技术进行了全基因组测序分析,结果表明Pseudomonas sp.Rs-198全基因组大小为6321565 bp,GC含量60%,预测到5586个编码基因;通过KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)、GO(Gene ontology)、IntEnz数据库等的比对分析,发现Rs-198的基因组拥有多个与促生特性相关的基因,主要有:在碳代谢通路中发现多个低分子有机酸合成相关酶,其产物为苹果酸、乙酸、琥珀酸、葡萄糖酸等(pqqABCDEF和gdhA)等,这与Rs-198的溶磷特性密切相关;发现了吲哚乙酰胺途径合成吲哚乙酸的相关基因,即单加氧酶(iaaM)和酰胺酶(amiE);耐盐相关的甜菜碱合成关键基因betA和betB,海藻糖合成相关基因treY/treZ和treS,调节渗透压细胞壁合成和相容性溶质积累的基因kdpBDEF,以及Na+/H+逆向转运蛋白相关的基因NhaACP等;最后,Rs-198菌株的ABC转运代谢通路和双组分系统中发现多个转运蛋白进行细胞的物质和能量交换,磷转运系统底物结合蛋白PstSCA,以及脂多糖转运体和脂蛋白转运体也可以在Rs-198菌株的ABC转运代谢通路中找到相应的蛋白。总之,论文通过盆栽和小区试验,解析了Rs-198与辣椒植物耐盐、促生以及辣椒根际的土壤微生物多样性、土壤营养元素P含量等的相关性关系,深入分析了Pseudomonas sp.Rs-198的全基因组数据,获得了与Rs-198上述促生、耐盐相关的多个相关基因,揭示了解盐促生菌株与植物的互作机制,对根际促生菌的更加合理应用具有重要的科学理论意义。
米少艳,路斌,张颖,杜欢,白志英,李存东[2](2016)在《小麦代换系幼苗根系对低磷胁迫的生理响应暗示的染色体效应》文中研究指明【目的】以CS(Chinese Spring,中国春)–Synthetic 6x代换系为材料,研究小麦代换系幼苗根系对低磷胁迫的生理响应,并对相关性状进行染色体定位,为小麦耐低磷基因型的遗传改良提供理论依据。【方法】将母本中国春、父本Synthetic 6x以及代换系种子放于培养皿,于光照培养箱中培养5 d,选择长势一致的健壮幼苗去掉胚乳,移入Hoagland营养液(p H=6.0)中培养。两叶一心时进行处理,设置正常供磷为对照(磷浓度为2 mmol/L)和低磷胁迫(磷浓度为20μmol/L)两个处理,四叶一心时对不同磷处理下代换系幼苗的根冠比、根系活力、酸性磷酸酶(APase)和核糖核酸酶(RNase)活性等生理指标进行测定。【结果】低磷胁迫下,小麦代换系苗期根冠比显着升高,APase和RNase活性增强,根系活力降低;与母本中国春相比,4A、4B、6B、1D、2D和7D代换系根冠比和相对根冠比显着或极显着升高,1A、2A、3A、5A、3B、7B、2D、3D、5D和7D代换系的根系活力和相对根系活力显着或极显着增高,4A、1D和4D代换系根系的酸性磷酸酶活性及相对磷酸酶活性均显着或极显着升高,2A、6B、4D代换系根系的RNase活性和相对RNase活性显着或极显着增高。【结论】低磷胁迫下,Synthetic 6x的4A、4B、6B、2D和7D染色体上可能存在诱导根冠比升高的基因;1A、2A、3A、5A、3B,7B、2D、3D、5D和7D染色体上可能存在诱导根系活力增强的基因;4A、1D和4D染色体上可能存在诱导根系酸性磷酸酶活性增强的基因;2A、6B和4D染色体上可能存在诱导根系RNase活性增强的基因。即Synthetic 6x的第四染色体(4A、4B、4D)上可能存在调控根系相关特性的关键基因。
齐珊珊,白福强,夏晴,张玉丹,郑雅月,刘金燕,刘文轩[3](2016)在《小麦亲缘种属添加系耐低磷胁迫性状鉴定与基因染色体定位》文中研究说明采用苗期缺磷和全营养对照处理,以70个中国春—野生亲缘种属二体添加系及中国春为材料,根据苗期表观遗传性状、磷吸收率和利用率相对生物量对其进行耐低磷胁迫能力筛选鉴定和基因染色体定位。结果表明:大麦4H和长穗偃麦草7E染色体上携带有耐低磷胁迫的优异基因;长穗偃麦草6E、黑麦1R和6R、卵穗山羊草4Ug和6Mg、易变山羊草4Sv染色体携带促进小麦根系生长发育的基因;拟斯比尔托山羊草5S和簇毛麦4V染色体分别携带高磷吸收率和磷利用率的基因。通过染色体工程技术,可以将携带耐低磷胁迫基因的外源染色体片段导入普通小麦,为小麦耐低磷胁迫育种和了解植物耐低磷胁迫的分子机理奠定基础。
刘彩云[4](2015)在《普通小麦异附加系重要性状的评价与鉴选及六倍体小黑麦与普通小麦杂交后代的鉴定》文中研究指明小麦是世界主要粮食作物之一,随着气候变化,耕地以及水资源的日益匮乏,小麦的高产稳产受到严重威胁;同时,长期在人工环境中的选择育种,使得小麦的遗传基础日趋狭窄,难以应对多种多样的生物以及非生物胁迫。小麦近缘种属中蕴藏着丰富的基因资源,利用远缘杂交和染色体工程,将近缘植物的染色体(片段)转移到小麦中,已经创制了小麦异附加系和小黑麦等大量带有异源染色体的新种质,丰富了小麦的遗传育种资源。然而这些种质只有小部分应用到育种和生产实践中,绝大多数异源染色体种质的特性和应用潜力还亟待挖掘。本研究对本课题组收集到的部分小麦异源染色体种质的农艺性状、抗旱性、苗期氮磷效率、条锈病抗性以及矮腥黑穗病抗性进行了调查与评价,以明确其特性,筛选出有利用价值的种质,为其在小麦遗传育种中的应用奠定基础。同时,对六倍体小黑麦Certa分别与普通小麦晋麦47和西农389杂交、回交的高代株系进行了鉴定和性状评价,以促进六倍体小黑麦在小麦新种质创制中的应用。本研究取得的主要研究结果如下:1.异源染色体附加对普通小麦农艺及光合性状的影响以共同受体亲本普通小麦中国春为对照,对82份小麦异附加系的苗期根系、光合生理、农艺及籽粒品质等性状进行了测定和分析,发现大部分异源染色体的附加会显着降低受体中国春的株高、穗粒数和沉降值,显着提高籽粒的硬度和面筋含量,对苗期的根系性状、灌浆期的光合速率、籽粒的淀粉含量、纤维素含量以及生育期无负面效应;部分异源染色体的附加使芒型和颖壳颜色、籽粒大小等性状发生变异。其中,Lemus racemosus I、Lemus racemosus H、Lemus racemosus F、Psathyrostachys huashanica A、Psathyrostachys huashanica C、Aegilops longissima 1S以及Agropyron intermedium G染色体的附加显着增大了苗期根系总长、总表面积和总体积;Hordeum chilense 1Hch等染色体的附加降秆效应显着;Agropyron elongatum 4E和Elymus trachycaulus 5S染色体的附加改良小麦穗部性状(小穗数、穗粒数和千粒重)的效应最明显;Lemus racemosus 7Lr#1染色体的附加提前花期6天左右,Rye 2R和3R染色体的附加则推迟开花一周左右;Aegilops peregrina 3UV附加系的光合能力较强;Aegilops umbellulata 6U、Aegilops umbellulata 2U、Aegilops umbellulata 5U、Aegilops geniculata 4Ug、Lemus racemosus7Lr#1、Aegilops searsii 5SS、Aegilops searsii 1SS、Elymus trachycaulus 6H以及Hordeum chilense 5Hch染色体的附加可显着提高籽粒硬度和面筋含量。以82份小麦异附加系及其共同受体亲本中国春为试验材料,在抗旱棚设置水、旱处理,调查相关农艺性状,筛选可作为抗旱鉴定指标的次级性状及抗旱性强的种质。结果表明,在所测的10个农艺性状中,单株生物量对水分最敏感,穗长对水分最不敏感。通过分析各性状的遗传力及其在干旱处理下与单株产量的相关性,筛选出可作为抗旱性评价次级指标的农艺性状5个,包括株高、穗下第一节间长、穗长、穗粒数和千粒重。基于单株产量的抗旱指数的评价方法,筛选出aegilopsperegrina4sv、aegilopsperegrina3uv附加系等10份兼具高产与抗旱特性的小麦异附加系。基于单株产量和5个次级性状的抗旱隶属函数值的评价方法,筛选出agropyronelongatum3e附加系等26份抗旱性强的小麦异附加系,为进一步开展其抗旱研究和育种利用奠定了基础。3.小麦异附加系苗期氮、磷效率的评价设置不同浓度水平的氮磷组合,通过苗期水培试验,评价了43份小麦异附加系的氮、磷效率。对不同氮磷组合处理下的苗期表型调查发现,低氮胁迫降低了苗期的株高、茎干重和总干重,增加了根长、叶数、spad值以及根茎比;磷缺乏增加了根干重和根茎比,抑制其余性状的生长,表明低氮、低磷胁迫均会抑制地上部分的生长,促进地下部分的生长。在中氮和低氮处理下,aegilopssearsii1ss等13个小麦异附加系的总干重高于中国春,表现出稳定的氮高效;在磷充足及磷胁迫处理下,agropyron.intermediumb等5个小麦异附加系的总干重高于中国春,表现出稳定的磷高效。低氮处理下,psathyrostachyshuashanicae等9个小麦异附加系的氮吸收效率显着高于中国春,psathyrostachyshuashanicac等4个小麦异附加系的氮利用效率显着高于中国春。低磷处理下,agropyronintermediumb等4个小麦异附加系的磷吸收效率显着高于中国春,lemusracemosusl附加系和agropyronelongatum6e附加系的磷利用效率显着高于中国春。进一步分析氮、磷高效的小麦异附加系携带的异源染色体,没有观察到种属或者染色体部分同源群聚集的现象。4.小麦异源染色体种质的条锈病与矮腥黑穗病抗性评价采用人工接种,对82份小麦异附加系及其受体亲本中国春在成株期的条锈病抗性进行了田间鉴定,结果发现,异源染色体的附加在一定程度上增强了受体中国春的条锈病抗性。其中,aegilopsumbellulata2u等5个附加系对条中32(cyr32)表现高抗,43个附加系表现中抗;aegilopsumbellulata1u等4个附加系对条中33(cyr33)表现近免疫,42个附加系表现中抗;57个附加系对混合菌种(cyr29、cyr31、cyr32、cyr33、sull-4与sull-7)表现中抗。同时对条中32和条中33表现抗病的附加系有33份,且均为中抗;同时对条中32、条中33和混合菌种表现抗病的附加系有27份,且均为中抗。鉴定为抗病的附加系(中抗及以上)的异源染色体来源,在7个小麦近缘属中均有分布,其中山羊草属的最多,其次为赖草属和冰草属;比较抗病(中抗及以上)的附加系携带的异源染色体所属的部分同源群发现,其在7个染色体部分同源群中均有分布,且来源于第2部分同源群的最多。2.小麦异附加系的抗旱性评价在美国犹他州立大学农业试验站,采用人工接种对177份小麦异源染色体种质的小麦矮腥黑穗病抗性进行鉴定,发现50份种质的发病率低于3%(抗病),其中32份种质对小麦矮腥黑穗病完全免疫。在以中国春为共同受体亲本的35份抗病种质中,其涉及的外源染色体或者片段来源于山羊草属的种质最多;从以中国春为背景的抗病种质携带的异源染色体所属的部分同源群来看,来源于第1部分同源群的种质最多,其次为来源于第7部分同源群和第5部分同源群的种质。5.六倍体小黑麦与普通小麦杂交后代的鉴定与评价采用顺序荧光原位杂交技术,以寡核苷酸序列Oligo-pSc200、Oligo-pSc119.2-1和Oligo-pTa535-1作探针,鉴定了六倍体小黑麦Certa与普通小麦晋麦47和西农389分别杂交、回交得到的F4:5和F5:6后代株系,在Certa/西农389组合后代株系中鉴定出1B/1R代换系1个,1BL.1RS易位系5个;在Certa/晋麦47//晋麦47的后代株系中没有检测到黑麦染色体,表明黑麦染色体的传递率可能受不同小麦背景及回交的影响,且1R的传递率要高于其他黑麦染色体。核型比较发现,两个组合后代株系的A、B组染色体既有来源于小黑麦的类型,也有来源于普通小麦的类型,且后代株系的A、B、D组染色体存在一定程度的结构变异,导致杂交信号的增加或缺失。用1RS染色体上的特异分子标记进一步鉴定1B/1R代换系及1BL.1RS易位系,发现一个ω-黑麦碱基因缺失的易位系;其余株系中未检测到黑麦染色体小片段的渐渗。对这些株系的性状调查表明,染色体组成和结构的变异导致农艺性状、籽粒品质性状等的广泛变异以及光合能力的显着提高。成株期条锈病鉴定结果发现,Certa/晋麦47//晋麦47组合后代株系的抗病性较晋麦47得到了一定程度的提高;而Certa/西农389组合后代的1B/1R代换系和1BL.1RS易位系的抗病性较西农389有所降低,可能是1RS染色体上的抗条锈病基因对当前流行的生理小种没有抗性,不能弥补西农389携带有抗条锈病基因Yr26的1BS染色体缺失的效应。总之,通过以上研究,筛选出了一批在农艺性状、抗旱性、氮磷效率、抗病性等方面表现优良的小麦异源染色体种质;鉴定的六倍体小黑麦Certa与普通小麦创制的性状优良的新种质,可用于小麦遗传研究和育种应用。
郭丽[5](2014)在《小麦B染色体组抵御低磷、干旱和盐分逆境能力的研究》文中进行了进一步梳理小麦对低磷、干旱和盐分胁迫逆境的应答和抵御,在较大程度上受到染色体的遗传调控。本项研究以中国春(CS)及其遗传背景的整套B染色体双端体为材料,系统研究了丰、缺磷、干旱和盐分胁迫条件下供试双端体的植株形态、养分吸收、光合和叶绿素荧光参数及细胞保护系统特征,研究了参与植株磷素吸收和转运的磷转运蛋白基因TaPHT2;1和TaPht1;4在B染色体组上的定位及其与植株吸收和利用磷素能力的关系,主要研究结果如下。1.与CS相比,丰磷下4BS、6BS、3BL及7BL和低磷下4BS、6BS、7BS、和7BL植株形态及单株干重无明显变化,其他B染色体组双端体植株形态变劣、单株干重降低。丰、低磷下,各双端体单株磷累积量与CS相比多呈减少趋势,表明缺失B染色体长、短臂对小麦的磷素吸收和累积发挥不同程度负调控效应。全磷含量表现为丰磷下4BS和4BL较CS显着增加、5BS较CS显着降低;低磷下5BS较CS显着提高,3BL和5BL较CS显着降低。与CS相比,各双端体植株的磷效率变幅较大,呈与单株磷累积量相反趋势变化。研究表明,特定B染色体组长、短臂在调控植株抵御低磷逆境中发挥重要作用,可用单株叶面积作为丰、低磷下植株磷效率的评价指标。2.丰磷条件下,5B短臂含有调控叶片光合色素含量的主效基因,1BS、2BS和3BS的超氧化物歧化酶(SOD)根、叶活性较CS显着降低,1BL根、叶过氧化物酶(POD)活性均显着低于CS,1BS叶片和2BS及4BL根、叶的超氧自由基产生速率较CS显着增高。低磷胁迫条件下,1B长、短臂、3B长臂和4B短臂含有调控低磷逆境下叶片净光合速率(Pn)的主效基因,3B长臂和1B短臂对原初光能转化效率(Fv/Fm)和光化学猝灭系数(qP)具有明显的正向遗传调控效应,1B、2B、3B长臂和7B短臂含有调控小麦SOD活性的主效基因。研究表明,3B长臂和1B短臂上可能含有调控低磷逆境下细胞膜质过氧化的主效基因,1B长臂、2B长臂和4B短臂上含有调控小麦超氧自由基产生速率的主效基因。表明上述小麦B染色体双端体对应的缺失长、短臂对小麦光合碳同化能力及细胞保护系统具有重要遗传调控效应。3.缺失1B长臂的双端体1BS不能检测到磷转运蛋白基因TaPHT2;1及其表达,表明该基因定位在1B长臂。丰磷条件下,与中国春相比,1BS单株干重降低,全磷含量和磷累积量下降,磷效率没有改变;低磷条件下,1BS单株干重和磷效率也较中国春显着下降,但全磷含量增加,单株磷累积量没有变化。表明TaPHT2;1对丰、缺磷下1BS植株干重均产生较大影响,且分别与其对磷吸收量和磷效率的调控有关。以不同磷利用效率小麦品种为材料,对丰、缺磷条件下TaPHT2;1表达水平及植株干重、全磷含量、磷累积量和磷利用效率的研究取得了上述类似结果。与磷低效品种相比,磷高效品种在上述供磷水平的TaPHT2;1表达水平增高,单株干重增加。4.小麦高亲和磷转运蛋白基因TaPht1;4定位在3B长臂,缺少3B长臂的双端体3BS检测不到该基因的存在及表达。丰磷条件下,与CS相比,3BS的单株干重、全磷含量、磷累积量和磷效率没有改变;低磷条件下,3BS的全磷含量和磷效率与CS表现一致,但单株干重和磷累积量较CS显着降低。表明TaPht1;4丧失对丰磷下3BS的植株生长、磷素吸收和利用没有影响,但参与了对低磷下植株磷素吸收能力的调控。对丰、缺磷下不同磷吸收效率小麦品种TaPht1;4的表达水平与植株干重、全磷含量、磷累积量和磷效率关系的研究取得了类似结果。与低磷下磷吸收低效品种相比,磷吸收高效品种在磷胁迫下表现更高的TaPht1;4表达水平,单株干物质积累和磷累积量增多。5.干旱处理条件下,1B长臂、4B和5B短臂对植株形态、单株干物重和单株叶面积具有正效应,1B和6B长臂对株高具有正效应,1B短臂对根冠比具有负效应,1B长臂和5B短臂含有植株氮累积量主效基因。此外,5B短臂还含有调控干旱胁迫下植株磷、钾累积量的主效基因。研究发现,1B长臂和4B短臂对干旱胁迫下植株的脯氨酸和可溶性糖含量具有明显正效应,5B短臂也对该逆境下植株可溶性糖含量具有显着正效应。研究表明,1B长臂和4B、5B短臂对干旱胁迫下单株叶面积、单株氮磷钾累积量和脯氨酸、可溶性糖含量的调控,与其对单株干物重的调控多具有相似表现特征,且上述植株性状和生理参数均与该逆境下单株干物重呈显着或极显着相关。6.干旱胁迫条件下,1BS的Pn、蒸腾速率(Tr)、叶绿素含量(Chl)和类胡萝卜素含量(Car)等光合参数较CS均显着下降。表明1B长臂对干旱胁迫条件下的光合及叶绿素荧光参数具有重要影响。2B长臂含有调控干旱胁迫下植株SOD活性的主效基因,1B短臂和5B短臂对干旱胁迫下植株POD活性具有正调控效应,3B长臂和4B短臂上含有调控干旱胁迫下植株可溶性蛋白含量主效基因,1B短臂和4B短臂对干旱胁迫下的植株丙二醛(MDA)含量具有负调控效应,1B短臂和2B长臂在干旱胁迫下对植株超氧自由基产生速率具有负调控效应,而2B短臂对超氧自由基产生速率具有正调控效应。7.盐分胁迫条件下,1B长、短臂、2B和3B短臂对单株干物重和叶面积具有显着正向调控效应,2B、4B短臂对植株全磷含量具有显着正效应,1B、7B长臂对植株K2O含量具有显着正效应,1B、5B长臂和1B3B短臂携带调控脯氨酸含量和可溶性碳水化合物含量主效基因。1B、3B长臂和1B、2B短臂对植株Na+含量具有明显负向遗传调控效应。因此,特定小麦B染色体组长、短臂对单株干物重、叶面积、氮磷钾累积量、Pro及可溶性碳水化合物含量具有相似的遗传学调控效应,1B长、短臂和2B、3B短臂对植株抵御盐分逆境呈现的较强正向调控效应,与上述染色体臂对植株光合面积、养分吸收和渗透调节能力的正向调控及Na+吸收的负向调控密切相关。8.盐分胁迫条件下,2BS、1BL、2BL和5BL的光合参数及荧光参数较CS均显着下降。与CS相比,1BS、2BS、3BS和5BL的根、叶SOD活性显着降低,1BS、7BS、1BL、4BL和5BL的叶片POD活性较CS显着降低,1BL和5BL的根系POD活性较CS显着降低。此外,4BL的根、叶可溶性蛋白含量和1BL的可溶性蛋白含量与CS相比显着降低,1BS、2BS、1BL根、叶及4BL根系的超氧自由基产生速率较CS显着增加,1BS和1BL根、叶及5BS叶片和3BL根系的MDA含量较CS显着增加。表明上述双端体缺失的特定染色体长、短臂与盐分胁迫条件下小麦光合参数和细胞保护系统具有紧密联系。
米少艳[6](2013)在《低磷胁迫对小麦染色体代换系幼苗的生理效应及其染色体定位研究》文中指出小麦(Triticum aestivum L.)是我国第二大粮食作物,提高小麦磷效率具有十分重要的意义。小麦全套品种间染色体代换系有21个成员,每个成员与母本(背景品种)之间仅有一对染色体差异,是研究个别染色体遗传效应的的好材料。磷是小麦生长中必需营养元素之一,对其生长发育、生理代谢、产量与品质都起着重要的作用。开发利用小麦代换系对小麦耐低磷育种具有重要意义。本试验以小麦中国春-Synthetic6x21个代换系及其亲本为材料,通过设置低磷和正常磷(对照)两个处理,采用生理生化指标测定等方法,研究低磷胁迫对小麦代换系幼苗的影响,初步确定调控其相关性状的主效应染色体,并对小麦代换系幼苗耐低磷特进行综合评价。主要研究结果如下:1.低磷胁迫导致比叶重增加,叶绿素及类胡萝卜素含量、光合速率、蒸腾速率降低。在低磷胁迫下,Synthetic6x的5A、7A、5B和7B染色体上可能携有诱导比叶重升高的相关基因;5B和6D染色体上可能携有诱导叶绿素和类胡萝卜含量增高的相关基因;4A、6A、1B、5B、2D、3D、4D和5D染色体上可能携有诱导光合速率增高的相关基因;4A、6A、4B和5B染色体上可能携有诱导蒸腾速率增高的相关基因。2.低磷胁迫导致根冠比、酸性磷酸酶活性、核酸水解酶活性、SOD活性、POD活性、植物激素(IAA、GA、ZR和ABA)含量增加,总根长、总根表面积、根平均直径、根系活力、丙二醛含量和可溶性蛋白含量降低。在低磷胁迫下,Synthetic6x的4A、4B、6B、1D、2D和7D染色体上可能存在诱导根冠比增强的基因;4A、1D和4D染色体上可能存在诱导根系酸性磷酸酶活性增强的基因;2A、6B和4D染色体上可能存在诱导根系RNase活性增强的基因;3A、4A、5A和7A染色体上可能存诱导根系SOD活性增强的基因;5A、1D和2D染色体上可能存在诱导根系POD活性增强的基因;2A和4D染色体上可能存使生长素含量增高的基因;1D、2D、3D、4D和5D染色体上可能存在使赤霉素含量增高的基因;3A、4A、5A、6A和7A染色体上可能存抑制细胞分裂素含量增高的基因;2A和7B染色体上可能存在使脱落酸含量增高的基因;3A、4A、6A和4B染色体上可能携有诱导总根长增长的基因;4A、4B和4D染色体上可能携有诱导总根表面积增高的相关基因;4A、3B、6B和4D染色体上可能携有诱导根平均直径增高的相关基因;1A、2A、3A、5A、7B、2D、3D、5D和7D染色体上可能存在诱导根系活力增强的基因;1A、2A、4B、6B和7D染色体上可能存在抑制根系MDA含量增高的基因;4A和7A染色体上可能存在诱导可溶性蛋白含量增高的基因。3.利用主成分分析法对小麦代换系及其亲本幼苗期的生理生化指标的耐低磷特性系数进行分析和综合评价,将20个单项生理指标综合成为8个相互独立的综合指标。通过聚类分析,将23个基因型划分为三类,父本Synthetic6x及5B代换系耐低磷特性较强,1A、4A、5A、6A、7A、3B、4B、6B、1D、4D、7D代换系耐低磷特性中等,母本中国春及2A、3A、1B、2B、7B、2D、3D、5D、6D代换系耐低磷特性较弱。
黄青[7](2010)在《玉米应答低磷胁迫的消减文库构建及部分EST序列分析》文中进行了进一步梳理磷是植物生长发育不可缺少的大量元素之一,直接参与植物体内各种重要的生理生化过程,对促进植物生长发育和新陈代谢及提高产量起着重要的作用。土壤中磷的总含量非常丰富,但在酸性条件下磷会迅速与阳离子尤其是铝和铁离子形成不溶性化合物,致使磷不易被植物吸收,因此土壤缺磷是全球性的问题。土壤中可利用磷的浓度虽然很低,植物在长期适应低磷环境的过程中,已经进化出了一整套适应机制,包括形态、生长发育、生化和遗传上的变化。玉米耐低磷的研究逐渐深入,从耐低磷基因型筛选、形态、生理生化改变到耐低磷遗传性状分析、QTL定位。但有关玉米耐低磷胁迫下的基因调控和耐低磷分子机制方面的研究报道还较少。本研究以耐低磷玉米自交系178为材料,进行正常培养和低磷胁迫处理。以低磷处理开始时间为原点,在低磷胁迫6h、12h、24h、48h、72 h五个时间点取对照和处理玉米的根系,提取总RNA。然后采用抑制消减杂交技术构建玉米根系应答低磷胁迫差异表达基因正向及反向文库,经测序和生物信息学功能比对后根据其同源序列基因的功能推测EST序列的功能并进行分类注释;运用RT-PCR半定量表达技术,研究具有重要功能的基因在玉米耐低磷响应过程中的表达模式;运用元分析方法及生物信息学手段,将单拷贝的EST序列和低磷胁迫相关QTL位点进行共定位分析,探讨二者之间的吻合程度,分析具有重要遗传效应和育种潜力的EST序列。取得以下研究结果:1.通过SSH技术和文库构建技术,构建了玉米自交系178根系耐低磷差异表达基因正向文库和反向文库,分别包含3648个和2498个克隆。文库中插入的cDNA片段长度介于100-500 bp之间。2.从正反向文库中分别选取103个和15个阳性克隆测序后,经生物信息学比对后,共获得65条唯一的EST序列,其中已知基因功能的EST序列44条,未知功能的EST序列21条。根据生物信息学比对同源序列基因的功能并结合前人的研究,将已知基因功能的44条EST序列分为九类:能量代谢类(2条,3%)、氨基酸和蛋白质代谢类(18条,28%)、磷素循环类(4条,6%)、信号转导类(3条,5%)、细胞分裂和组成类(2条,3%)、胁迫相关类(5条,8%)、蛋白质互作类(1条,1%)、转录调控类(7条,11%)和通道蛋白类(2条,3%)。结果表明,低磷胁迫下的玉米根系表现出能量代谢加剧、蛋白质合成的增加、转录调控加强、有机态磷的分解利用增加和磷素消耗压缩,发现根细胞中存在多条信号转导途径,生长素合成增加导致细胞分裂加快,根细胞加强了保护机制以应对低磷胁迫对细胞产生的威胁。3.通过生物信息学比对,从65条EST序列中获得24条单一拷贝EST序列,将单一拷贝EST序列与已报道的低磷胁迫相关QTL位点都定位在玉米染色体图谱上,共定位分析表明,45.8%的单拷贝EST序列与QTL位点重叠,表明运用SSH构建的低磷胁迫基因差异表达文库,能筛选较高比例的具有显着遗传效应的低磷应答相关基因,具有一定可靠性和合理性。可以预见,随着EST序列和QTL位点信息的增加,两者相互之间的共定位区域会更加明显。4.采用半定量RT-PCR方法,研究来自不同类型的5个重要功能的基因各时间段的表达情况。结果发现五个基因表达量在总体上都呈上升的趋势,但具体到各个时间段的表达上又有所差别。根据5个基因表达量上调的时间和增幅的大小,可以初步认为玉米根系中5个耐低磷相关基因的表达顺序为:紫色酸性磷酸化酶前体基因(PAP)、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶基因(GCS)、假定myb1靶序列基因(TOM)、蛋白质二硫键异构酶基因(PDI)和生长素诱导蛋白基因(AIP),表明低磷胁迫下玉米根系内的生理生化变化发生在先:磷的亏缺首先促发对磷的需求压力,然后引发细胞内外环境失衡,需要大量合成相关蛋白质和启动耐低磷下游基因的调控子,最后生长素诱导蛋白大量合成引发了根构型改变,因而根构型等形态变化发生在后,这一结果与田间观察结果以及前人研究结果基本吻合。5.本研究运用SSH获得的结果与前人运用基因芯片、蛋白质组分析、cDNA-AFLP等方法的研究结果相互映证,也与谷俊涛等(2009年)在小麦上的研究结果、李利华等(2009年)在水稻上的研究结果相似。由此可见,运用SSH技术构建低磷胁迫差异表达基因文库、研究玉米耐低磷的机理具有较高的可靠性和合理性。6.从整体看玉米低磷胁迫响应涉及根系形态结构、能量代谢、物质代谢、信号转导、转录调控、物质运输等多个方面基因,各方面基因间相互作用、密切联系,共同构成了玉米低磷响应的基因调控网络,这与前人的研究结果相一致。7.低磷胁迫下玉米根系内的响应过程是一个基因顺序启动的过程:首先是磷素循环类基因的启动,然后是胁迫相关类、氨基酸蛋白质代谢类、生长素合成相关基因和转录调控靶序列基因的启动,较晚启动的是根细胞分裂和组成类。本研究中基因的启动顺序与田间观察和前人研究结果中低磷胁迫下玉米根系内的生理生化变化发生在先,而根构型等形态变化发生在后的变化趋势基本一致。8.本研究推测耐低磷玉米的核心适应能力表现在磷素循环、细胞保护和根构型三个主要方面,与前人研究的小麦、水稻耐低磷机制有相似之处。耐低磷玉米三方面的核心适应能力与信号传导系统、转录调控系统、氨基酸蛋白质合成系统和能量物质代谢一起组成的调控网络是玉米适应低磷环境的机制。
郑金凤,白志英,李存东,赵金峰,毕常锐,肖凯[8](2010)在《低磷胁迫对小麦代换系产量性状的影响及染色体效应》文中研究指明以中国春-Synthetic 6x染色体代换系及其亲本为材料,通过测定不同磷处理条件下的产量性状(单穗粒数、穗粒重、千粒重),对耐低磷胁迫特性的基因进行染色体定位。结果表明,低磷胁迫下,Synthetic 6x的6A、7A、1B、2B、3B、4B、5B、6B、7D染色体上可能携有促进单穗粒重的相关基因;2A、5A、6A、3B、5B、6B、7B、5D、7D染色体上可能携有促进千粒重的有关基因;6A、7A、1B、3B、2D、7D染色体上携有促进单穗粒数的相关基因。表明Synthetic 6x的6A、3B、7D染色体上可能携有与耐低磷胁迫特性有关的基因。
韩胜芳[9](2009)在《水稻磷素吸收的生理和分子基础研究》文中研究指明磷素是植物必需的大量无机营养元素,是核酸、磷脂和ATP等生命大分子的重要组分。提高作物对土壤中磷素和施用磷肥的利用效率,对于促进农业的可持续发展具有重要意义。本项研究针对目前有关水稻磷效率生理和分子机制有待深化的现状,以典型粳稻品种为材料,开展了水稻耐低磷能力基因型差异及其生理基础、水稻应答磷胁迫特异表达基因鉴定和介导植株磷素吸收、转运的水稻磷转运蛋白基因(OsPT2和OsPT4)分子特征、表达特性和功能的研究。主要研究结果如下:1.以10个粳稻品种为材料,研究了不同供磷水平下供试品种的生长和磷素吸收特性。结果表明,缺磷(20μM Pi)条件下,供试水稻品种单株磷累积量具有较大差异,可划分为高效、中效和低效三种类型。单株干重和全磷含量与单株磷累积量在缺磷条件下呈显着或极显着正相关。表明缺磷条件下植株生长状况与吸磷能力强弱具有紧密联系。缺磷条件下,供试水稻株高、单株叶面积与单株磷累积量表现趋势相同,但单株根数、平均根长和根系体积与磷素吸收关系不密切。研究表明,磷胁迫条件下根系的磷吸收能力,是影响水稻品种磷吸收量的主要原因。缺磷条件下吸磷量相对增多,是磷高效品种植株性状相对改善的重要生物学基础。2.以磷高效品种TP309和优质8号、中效品种垦优2000和新90-3及低效品种9618和早88-1为材料,研究了缺磷条件下供试品种的光合特性和细胞保护酶活性。缺磷条件下,随植株生长进程,供试品种的光合速率(Pn)均不断下降;但在同一测定时期以磷高效品种最高,中效品种次之,低效品种最低。单株叶面积表现特征与Pn不尽不同。缺磷条件下,叶绿素(Chl)含量、可溶蛋白含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性也表现为随品种磷吸收效率提高而增大,丙二醛(MDA)含量则相反。气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)则与磷效率不具相关性。Pn、Chl、可溶蛋白含量和SOD活性与单株磷累积量均呈显着或极显着正相关,MDA与单株磷累积量呈显着负相关。表明可用上述生理生化参数作为鉴定水稻耐低磷能力的参考指标。研究表明,较强的SOD活性是高效供试品种在缺磷条件下细胞膜脂过氧化程度低的重要原因,并在维持光合器官功能中具有重要作用。3.采用cDNA-AFLP技术,鉴定了磷高效品种TP309在低磷胁迫下的特异表达基因。共鉴定特异表达基因54个,其中22个具有推定功能。已知功能基因分别归属于信号转导、转录调控、氨基酸合成、物质运输、逆境响应和蛋白质合成等6个功能类别。14-3-3类似蛋白基因(AF451190)在低磷胁迫下增强表达,可能对于增强质膜H+泵活力、进而增强在低磷胁迫下的磷素吸收中具有较重要作用。丝氨酸/苏氨酸激酶基因(AK100849)的表达受到低磷胁迫诱导,可能参与了胞内低磷逆境信号的转导过程。信号肽酶基因(AB066265)可能参与了胞内低磷逆境信号传递体中特定蛋白的剪切、加工,介导转至胞内低磷信号的进一步传递。本研究中,鉴定了bHLH型转录因子基因OsPTF1(AY238991)也呈低磷胁迫诱导表达。表明该转录因子在增强供试品种TP309在低磷胁迫条件下的磷素吸收和利用中具有较重要作用。此外,热激转录因子基因(AK065643)参与了下游低磷应答部分基因的转录调控。HAK8基因(AJ427977)上调表达,表明磷胁迫条件下植株的钾素吸收特征也发生一定改变。本研究鉴定了8个应答低磷逆境响应基因,有关上述基因的功能有待进一步探讨。研究表明,水稻对低磷胁迫的响应,存在着植株对低磷信号转导、特定基因的转录调节和植株在生理生化和形态学上对低磷应答等复杂的生物学过程。4.水稻磷转运蛋白基因OsPT2的编码阅读框为1587 bp,编码528个氨基酸,蛋白分子量57.84 kDa,等电点8.68。编码蛋白含有12个跨膜域。系统进化分析表明,OsPT2与水稻OsPT1、PT1、PTs1和OsPT3,及小麦PT8、大麦PT和玉米PT4高度同源。在正常供磷(CK,2 mM Pi)条件下,OsPT2在根系和叶片中均有表达,但以在叶中的表达水平较高。随着磷水平降低,OsPT2在根中的表达增强,在叶中的表达表现为随外界磷浓度变化保持稳定的组成型特征。在低磷(20μM Pi)条件下,在根中表达随着低磷处理时间延长不断增加。低NH4+对根叶中OsPT2的表达产生负向调控效应,但外界NO3-、K+、Fe2+和Zn2+浓度的变化对OsPT2的表达没有影响。OsPT2启动子中含有许多应答非生物逆境的调控元件,其中应答低磷胁迫逆境的PIBS可能与根系中OsPT2低磷增强表达有关。OsPT2启动子驱动报告基因Gus在不同磷水平下的表达结果,与OsPT2在相应磷水平下的表达特征相一致。对野生型植株(CK)和具有不同OsPT2表达水平的烟草转基因系1、4和6 T2植株研究表明,与CK相比,转基因烟草植株的全磷含量没有差异。但转基因系植株的单株干重、单株磷累积量和光合速率较CK均有不同程度的增加,表现为随植株中OsPT2表达水平提高,上述性状或参数数值不断增大。因此,异源表达OsPT2,具有增强植株在低磷胁迫条件下磷素吸收和改善植株光合碳同化能力的作用。5.水稻磷转运蛋白基因OsPT4的编码阅读框为1617 bp,编码538个氨基酸,蛋白分子量58.83 kDa,等电点8.24。OsPT4含有11个跨膜域,各跨膜域的氨基酸残基数量变化在1727之间。系统进化分析表明,OsPT4与水稻Pht11-2、PT5、小麦PT1、大麦HvPT4和玉米PT2具有较高的同源性。在不同供磷水平下,OsPT4在植株根系中均不表达,在叶片中的表达表现为随介质中磷水平降低不断增强。在低磷胁迫(20μM Pi)条件下,OsPT4在叶中的表达表现为,随着低磷处理时间延长表达水平呈不断增加趋势。叶中OsPT4对外界NH4+、NO3-、K+、Fe2+和Zn2+浓度的变化均不产生应答。研究表明,在OsPT4启动子中,不存在应答低磷胁迫逆境的重要调控元件PIBS,表明OsPT4在叶片中对低磷胁迫的上调应答,与未知的其他调控元件有关。研究发现,OsPT4启动子驱动报告基因Gus在不同磷水平下的表达结果,与OsPT4在相应磷水平下的表达特征相吻合。高表达OsPT4的转基因烟草植株(转基因系1、5和7),与野生型植株(CK)相比,植株低磷处理后的磷累积量没有差异,全磷含量表现下降趋势。但转基因植株的单株干重和光合速率较对照显着增加。此外,通过单株干重和单株磷累积量的比值获得的磷利用效率表现为,高表达OsPT4的转基因烟草植株较CK显着增加。因此,异源表达水稻磷转运蛋白基因OsPT4,对植株在低磷胁迫条件下的磷素吸收能力没有影响,但具有改善植株体内磷素转运和增强低磷胁迫条件下植株磷利用效率的功能。
唐敏[10](2007)在《磷对不同种源马尾松种子及幼苗影响的研究》文中研究指明本研究按马尾松生育期分种子、百日苗、1年生苗3个阶段,采用种源—磷水平双因素砂培方式,在人工气候箱及温室大棚内,通过人工控制水分、光照、营养元素浓度等环境因子,从形态、生物量、养分、生理生化等方面对6个种源马尾松从种子到1年生苗时期的磷素营养吸收利用特性及耐磷胁迫机理进行了分析和探讨。试验结果显示,砂培条件下5.5-10mg/L磷浓度范围最适宜于马尾松种子和幼苗的正常生长发育。低、中浓度(5.5-10mg/L)的磷浸种有助于马尾松种子膜结构的修复,提高淀粉酶活性,使种子对N、P等营养元素的同化效率加快,促进种子萌发,提高种子发芽率,并使发芽整齐。浓度过低(<0.5mg/L)或过高(>20mg/L)对种子的萌发都会产生不良影响。增加供磷浓度能普遍提高各种源马尾松幼苗的生物产量,但不同磷浓度对幼苗产生的生理效应各不相同。适当施磷(5.5-10mg/L)有助于保持马尾松百日苗和1年生苗体内酶系统的稳定,极低磷(0.5mg/L)和高磷(20mg/L)造成的逆境环境都会诱导SOD、POD、CAT等抗逆性酶活性及MDA含量的升高,但影响的机理不同.前者引起各生理生化指标上升的原因是以缺素逆境因子诱导为主;后者主要是生理活动过分旺盛引起植物生理功能和能量代谢紊乱后产生的胁迫环境所致。同时,供磷水平变化与马尾松光合效率存在一定的线性关系,表现为叶绿素a、b及总含量(T)在不同磷水平上的规律性变化。在极低磷到中磷的范围内(0.5-10mg/L)叶绿素a的增长速率大于叶绿素b;在中磷到高磷的范围内(10-20mg/L)叶绿素b的增长速率大于叶绿素a;且在整个供磷范围内叶绿素总含量都随供磷水平的升高而增加。比较所试6个种源马尾松在种子、百日苗、1年生苗3个阶段的形态及生理生化指标发现,H、J、L3个种源在各阶段对于极低磷和高磷的逆境环境,酶系统反应都相当强烈,并能通过对酶活性和根系有机酸分泌量的调节有效的适应不同磷环境,避让逆境危害,同时保持较高的生物产量,可以初步确定为耐磷胁迫马尾松种源。
二、黑麦基因组中不同染色体在缺磷胁迫下对普通小麦根系分泌酸性磷酸酯酶(Acph)遗传效应的研究(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:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(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。
三、黑麦基因组中不同染色体在缺磷胁迫下对普通小麦根系分泌酸性磷酸酯酶(Acph)遗传效应的研究(论文提纲范文)
(1)解盐促生菌Pseudomonas sp.Rs-198全基因组学分析及其与植物根际互作机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 文献综述 |
1.1 根际促生菌及其促生特性 |
1.1.1 溶磷作用 |
1.1.2 固氮作用 |
1.1.3 产生植物激素 |
1.1.4 ACC脱氨酶 |
1.1.5 缓解胁迫 |
1.1.6 抗病促生作用 |
1.1.7 其他促生作用 |
1.2 根际促生菌溶磷机制研究现状 |
1.2.1 磷酸酯酶 |
1.2.2 产生有机酸 |
1.2.3 溶磷基因的研究 |
1.3 根际促生菌产IAA机制 |
1.3.1 细菌合成IAA的因素 |
1.3.2 细菌合成IAA的途径 |
1.4 固氮机制 |
1.4.1 固氮基因研究 |
1.4.2 环境因子对nif基因表达的调控 |
1.4.3 固氮菌的研究进展 |
1.5 根际促生菌与植物根系分泌物互作研究 |
1.5.1 根际土壤对根系分泌物影响 |
1.5.2 根系分泌物对根际微生物影响 |
1.5.3 根系分泌物对土壤及植物营养的影响 |
1.5.4 根系分泌物和微生物之间的信号 |
1.6 根际微生物多样性 |
1.6.1 根系分泌物对根际微生物多样性的影响 |
1.6.2 植物/土壤环境改变菌群多样性 |
1.6.3 微生物之间的相互影响 |
1.7 研究目的、意义及研究内容 |
1.7.1 研究目的与意义 |
1.7.2 研究内容 |
1.8 技术路线 |
第二章 解盐促生菌Rs-198 对辣椒植株响应盐胁迫的影响 |
2.1 材料方法 |
2.1.1 菌株及培养基 |
2.1.2 Rs-198 耐盐性能分析 |
2.1.3 盆栽实验设计 |
2.1.4 辣椒植株营养元素含量测定 |
2.1.5 叶绿素含量的测定 |
2.1.6 可溶性糖含量测定 |
2.1.7 可溶性白蛋白含量测定 |
2.1.8 抗氧化酶活性测定 |
2.1.9 脯氨酸含量测定 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 Rs-198 耐盐性能分析 |
2.2.2 Rs-198 对辣椒植株生长的影响 |
2.2.3 Rs-198 对辣椒植株N、P吸收的影响 |
2.2.4 Rs-198 对辣椒叶片光合色素 |
2.2.5 Rs-198 对辣椒植株蛋白质含量的影响 |
2.2.6 Rs-198 对辣椒植株可溶性糖总量 |
2.2.7 Rs-198 对辣椒植株抗氧化酶活性 |
2.2.8 Rs-198 对辣椒植株脯氨酸水平的影响 |
2.2.9 Rs-198 对辣椒植株甜菜碱含量 |
2.2.10 Rs-198 接菌加盐相关性分析 |
2.3 小结 |
第三章 解盐促生菌Rs-198 对植物生长及根际土壤的影响 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 菌株及培养基 |
3.1.2 试验地点 |
3.1.3 小区实验设计及接菌处理 |
3.1.4 土样的收集与处理 |
3.1.5 土壤的pH值测定 |
3.1.6 土壤P含量分析 |
3.1.7 土壤样品总DNA提取和16S rRNA测序和分析 |
3.1.8 16S rDNA基因序列生物学分析 |
3.1.9 PICRUSt功能预测分析 |
3.1.10 植物营养元素含量分析 |
3.1.11 叶绿素含量的测定 |
3.1.12 数据统计分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 Pseudomonas sp.Rs-198 菌株对辣椒和棉花生物量的影响 |
3.2.2 接菌后的植物营养元素吸收 |
3.2.3 光合色素含量 |
3.2.4 土壤微生物测序及分类确定 |
3.2.5 根际细菌多样性分析 |
3.2.6 β 多样性分析 |
3.2.7 功能预测分析 |
3.2.8 土样中的P元素各状态含量变化 |
3.3 小结 |
第四章 Rs-198 与芽孢杆菌复配使用促生性能研究 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 菌株和培养基 |
4.1.2 促生菌株的相容性 |
4.1.3 根际促生菌体外植物促生特性(PGP) |
4.1.4 根系分泌物对菌株生长的影响 |
4.1.5 根系分泌物对菌株溶磷性能的影响 |
4.1.6 根系分泌物对菌株溶磷性能的定量影响 |
4.1.7 盆栽及接菌处理 |
4.1.8 植物生物量分析 |
4.1.9 氮磷钾微量元素分析 |
4.1.10 统计数据分析 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 各促生细菌生长曲线 |
4.2.2 各菌株相容性研究 |
4.2.3 各个菌株促生特性分析 |
4.2.4 根系分泌物对Rs-198 生长的影响 |
4.2.5 根系分泌物对菌株Rs-198 溶磷能力的影响 |
4.2.6 各菌株复配比例分析根系分泌物对菌株Rs-198 溶磷性能的定量影响 |
4.2.7 各菌株复配比例分析 |
4.2.8 植物生物量 |
4.2.9 相对含水量 |
4.2.10 番茄果实产量 |
4.2.11 番茄果实中大量营养物质的积累 |
4.2.12 果实中微量元素的积累 |
4.2.13 番茄营养需求与促生菌性能匹配 |
4.3 小结 |
第五章 菌株Rs-198 全基因组测序分析 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 菌株和培养基 |
5.1.2 基因组DNA提取与测序 |
5.1.3 基因组信息分析及序列组装 |
5.1.4 基因组编码基因预测与注释 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 Pseudomonas sp.Rs-198 基因组特点 |
5.2.2 基因组圈图绘制 |
5.2.3 非编码RNA预测 |
5.2.4 假基因预测 |
5.2.5 CRISPR序列预测 |
5.2.6 基因岛预测 |
5.2.7 前噬菌体预测 |
5.2.8 基因组功能注释 |
5.3 小结 |
第六章 菌株Rs-198 解盐促生特性相关代谢通路分析 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 菌株 |
6.1.2 促生性能相关基因分析及信息挖掘 |
6.2 结果与讨论 |
6.2.1 碳代谢途径 |
6.2.2 三羧酸循环 |
6.2.3 氮代谢 |
6.2.4 氨基酸合成代谢 |
6.2.5 IAA合成相关的代谢通路 |
6.2.6 溶磷相关的基因 |
6.2.7 膦酸盐代谢 |
6.2.8 嗜铁素相关基因 |
6.2.9 耐盐性相关渗透调节物质的编码基因 |
6.2.10 逆向转运蛋白相关的基因 |
6.2.11 谷胱甘肽代谢 |
6.2.12 趋化性 |
6.2.13 ABC转运通路 |
6.2.14 双组分系统代谢通路 |
6.3 小结与讨论 |
结论、创新点与展望 |
1 结论 |
2 创新点 |
3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
作者简介 |
在学期间主要参与的研究项目 |
在学期间发表的文章 |
获奖及参会情况 |
附件 |
(3)小麦亲缘种属添加系耐低磷胁迫性状鉴定与基因染色体定位(论文提纲范文)
1 材料与方法 |
1.1 试验材料 |
1.2 试验方法 |
1.2.1 营养液培养方法 |
1.2.2 试验处理与设计 |
1.2.3 性状调查 |
1.2.4 评价体系 |
2 结果与分析 |
2.1 初筛结果 |
2.2 复筛结果 |
2.2.1 表观性状相对生物量 |
2.2.2 磷吸收率和利用率相对生物量 |
3 讨论 |
(4)普通小麦异附加系重要性状的评价与鉴选及六倍体小黑麦与普通小麦杂交后代的鉴定(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
引言 |
1.1 异源染色体种质的研究与利用 |
1.1.1 小麦异附加系的研究与利用 |
1.1.2 六倍体小黑麦的研究与利用 |
1.1.3 外源遗传物质的鉴定 |
1.2 小麦抗旱性评价 |
1.2.1 小麦抗旱性评价方法 |
1.2.2 小麦抗旱性评价指标 |
1.2.3 小麦近缘种属及异源染色体种质的抗旱性 |
1.3 小麦氮、磷效率的研究 |
1.3.1 小麦氮效率的基因型差异及评价指标 |
1.3.2 小麦磷效率的基因型差异及评价指标 |
1.3.3 小麦近缘种属及异源染色体种质的氮、磷效率研究 |
1.4 小麦条锈病、矮腥黑穗病抗性研究 |
1.4.1 小麦条锈病抗性的研究 |
1.4.2 小麦矮腥黑穗病抗性研究 |
1.5 本研究主要内容与技术路线 |
1.5.1 研究目的及意义 |
1.5.2 主要研究内容 |
1.5.3 技术路线 |
第二章 异源染色体附加对普通小麦农艺及光合性状的影响 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 供试材料 |
2.1.2 试验方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 苗期根系性状 |
2.2.2 农艺性状 |
2.2.3 光合性状 |
2.2.4 品质性状 |
2.3 讨论 |
2.4 小结 |
第三章 小麦异附加系的抗旱性评价 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 供试材料 |
3.1.2 试验方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 不同性状的遗传力分析 |
3.2.2 不同性状对干旱胁迫的反应 |
3.2.3 性状间的相关分析 |
3.2.4 基于产量抗旱指数(DI)的评价 |
3.2.5 基于多性状的抗旱隶属函数值(MFVD)的评价 |
3.3 讨论 |
3.4 小结 |
第四章 小麦异附加系苗期氮、磷效率评价 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 供试材料 |
4.1.2 试验方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 不同氮、磷处理下的表型 |
4.2.2 MN及LN处理下的植株总干重 |
4.2.3 小麦异附加系的氮吸收效率 |
4.2.4 小麦异附加系的氮利用效率 |
4.2.5 MP及LP处理下的植株总干重 |
4.2.6 小麦异附加系的磷吸收效率 |
4.2.7 小麦异附加系的磷利用效率 |
4.3 讨论 |
4.4 小结 |
第五章 小麦异源染色体种质的条锈病与矮腥黑穗病抗性评价 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 供试材料 |
5.1.2 试验方法 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 条锈病抗性鉴定 |
5.2.2 矮腥黑穗病抗性鉴定 |
5.3 讨论 |
5.4 小结 |
第六章 六倍体小黑麦与普通小麦杂交后代的鉴定与评价 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 供试材料 |
6.1.2 试验方法 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 新种质核型的荧光原位杂交(FISH)鉴定 |
6.2.2 黑麦特异分子标记的检测 |
6.2.3 新种质的农艺性状评价 |
6.2.4 新种质的光合性状评价 |
6.2.5 新种质的籽粒品质性状评价 |
6.2.6 新种质成株期的条锈病抗性评价 |
6.3 讨论 |
6.4 小结 |
第七章 全文总结 |
7.1 本研究的主要结论 |
7.2 本研究的创新点 |
7.3 下一步研究方向 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简介 |
(5)小麦B染色体组抵御低磷、干旱和盐分逆境能力的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
I 引言 |
1 小麦应答和抵御磷素逆境的生物学基础和遗传调控效应 |
1.1 小麦品种磷效率遗传多样性特征 |
1.2 小麦应答抵御低磷逆境的生理生化基础 |
1.3 作物应答抵御磷素的分子机制 |
1.4 低磷胁迫下小麦磷素吸收利用的染色体调控机制 |
2 小麦应答和抵御干旱逆境的生物学基础和遗传调控效应 |
2.1 小麦品种抗旱遗传多样性特征 |
2.2 干旱胁迫下小麦生理生化和分子基础 |
2.3 小麦抵御干旱逆境能力的染色体调控效应 |
3 小麦应答和抵御盐分逆境的生物学基础和遗传调控效应 |
3.1 小麦品种耐盐能力的遗传多样性特征 |
3.2 小麦应答抵御盐分的生理生化和分子基础 |
3.3 小麦耐盐能力的染色体调控效应 |
4 本研究的目的和意义 |
II 小麦 B 染色体双端体对植株磷素吸收和利用能力的调控效应研究 |
Part 1 不同磷水平下小麦 B 染色体双端体植株干物质积累和磷效率特征研究 |
1 材料和方法 |
1.1 试验材料及培养 |
1.2 测定内容和方法 |
2 结果与分析 |
2.1 丰、低磷处理后中国春和各双端体的植株形态和单株干重 |
2.2 丰、低磷处理后中国春和各双端体的植株磷累积量、含磷含量和磷效率 |
2.3 丰、低磷处理后中国春和各双端体的植株氮含量、氮累积量和氮效率 |
2.4 丰、低磷处理后中国春和各双端体的植株钾含量、钾累积量和钾效率 |
2.5 丰、低磷处理后中国春和各双端体的植株形态学性状 |
2.6 丰、低磷下单株干重、磷效率性状与氮钾效率性状和植株形态学性状的相关分析 |
3 讨论 |
Part 2 不同磷水平下小麦 B 染色体双端体植株光合参数和细胞保护酶特征研究 |
1 材料和方法 |
1.1 试验材料和培养 |
1.2 测定内容和方法 |
2 结果与分析 |
2.1 丰、低磷处理后 CS 和供试双端体的光合速率和蒸腾速率 |
2.2 丰、低磷处理后 CS 和供试双端体的叶绿素含量和类胡萝卜素含量 |
2.3 丰、低磷处理后 CS 和供试双端体的可溶性蛋白含量和叶绿素荧光参数 |
2.4 丰、低磷处理后 CS 和供试双端体的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性 |
2.5 丰、低磷处理后 CS 和供试双端体的丙二醛(MDA)含量和超氧自由基产生速率 |
2.6 丰、低磷条件下单株干重与光合参数及细胞保护酶参数的相关分析 |
3 讨论 |
Part 3 磷转运蛋白基因 TaPHT2;1 在染色体上定位及对小麦磷素吸收和利用效率的影响 |
1 材料和方法 |
1.1 试验材料 |
1.2 B 染色体组供试端体 TaPHT2;1 的 PCR 扩增 |
1.3 B 染色体组供试端体和小麦品种 TaPHT2;1 的半定量 RT-PCR 及 qPCR 分析 |
1.4 供试材料的单株干重和磷吸收参数测定 |
1.5 统计学分析 |
2 结果与分析 |
2.1 TaPHT2;1 在染色体上的定位 |
2.2 丰、缺磷条件下丧失 TaPHT2;1 基因的 1BS 和中国春干重和全磷含量 |
2.3 丰、缺磷下丧失 TaPHT2;1 基因的 1BS 和中国春的单株磷累积量和磷利用效率 |
2.4 不同磷效率小麦品种 TaPHT2;1 的表达特征、单株干重和磷效率参数特征 |
3 讨论 |
Part 4 磷转运蛋白基因 TaPht1;4 的染色体定位及其与低磷下小麦吸磷能力关系的研究 |
1 材料和方法 |
1.1 试验材料 |
1.2 TaPht1;4 在染色体上定位鉴定分析 |
1.3 供试材料 TaPht1;4 的表达分析 |
1.4 供试材料的单株干物重和磷吸收参数分析 |
1.5 统计学分析 |
2 结果与分析 |
2.1 磷转运蛋白基因 TaPht1;4 在染色体臂上的定位 |
2.2 丰、缺磷条件下丧失 TaPht1;4 基因 3BS 和中国春的干物质积累特征 |
2.3 丰、缺磷条件下丧失 TaPht1;4 基因 3BS 和中国春的全磷含量、磷累积量和磷效率 |
2.4 不同磷效率小麦品种 TaPht1;4 的表达特征、单株干重和磷效率参数特征 |
3 讨论 |
III B 染色体组对干旱胁迫下小麦植株耐逆能力的调控效应 |
Part 1 干旱胁迫下 B 染色体组双端体的植株形态、养分吸收和渗透调节物质含量 |
1 材料和方法 |
1.1 材料培养 |
1.2 测定内容和方法 |
2 结果与分析 |
2.1 干旱处理后中国春和供试双端体的苗期植株形态特征和单株干物重 |
2.2 干旱处理后中国春和各双端体的植株形态学性状 |
2.3 干旱处理后中国春和各双端体的植株氮磷钾含量和累积量 |
2.4 干旱处理后中国春和各双端体的植株叶片脯氨酸和可溶性糖含量 |
2.5 干旱处理下单株干重与植株形态学性状、养分性状和渗透调节物质含量的相关分析 |
3 讨论 |
Part 2 干旱胁迫下小麦 B 染色体双端体的植株光合参数和细胞保护系统特征 |
1 材料与方法 |
1.1 材料和培养 |
1.2 测试内容和方法 |
2 结果与分析 |
2.1 干旱处理后 CS 和供试双端体的光合参数 |
2.2 干旱处理后 CS 和供试双端体的叶绿体光化学参数 |
2.3 干旱处理后 CS 和供试双端体的 SOD 和 POD 活性 |
2.4 干旱处理后 CS 和供试双端体的可溶性蛋白含量、超氧自由基产生速率和 MDA 含量 |
2.5 干旱处理后单株干物重与光合参数及细胞保护酶系统参数的相关分析 |
3 讨论 |
IV B 染色体组双端体对盐胁迫下小麦植株耐逆能力的调控效应 |
Part 1 盐分胁迫下小麦 B 染色体组双端体的植株形态、养分吸收和渗透调节物质含量特征研究 |
1 材料和方法 |
1.1 试验材料和培养 |
1.2 测定内容和方法 |
2 结果与分析 |
2.1 盐分处理条件下 CS 和各 B 染色体组双端体的植株形态和单株干物重 |
2.2 盐分处理条件下 CS 和各 B 染色体组双端体的植株形态学性状 |
2.3 盐分处理条件下 CS 和各 B 染色体组双端体的的植株氮磷钾含量和累积量 |
2.4 盐分处理后中国春和各双端体的 Na+、脯氨酸和可溶性碳水化合物含量 |
2.5 盐分处理下单株干重与植株形态学性状、养分含量及累积量和渗透调节物质含量的相关分析 |
3 讨论 |
Part 2 盐分处理后小麦 B 染色体双端体植株光合参数和细胞保护酶特征研究 |
1 材料与方法 |
1.1 材料和培养 |
1.2 测试内容和方法 |
2 结果与分析 |
2.1 盐分胁迫处理后中国春和各双端体的 Pn、Tr、Chl 及 Car |
2.2 盐分处理后中国春和各双端体的叶片 Fv/Fm、ΦPSⅡ和 qP |
2.3 盐胁迫处理后中国春和各双端体的 SOD 和 POD 活性 |
2.4 盐分处理后中国春和各双端体的可溶性蛋白含量、超氧阴离子产生速率及丙二醛含量 |
2.5 盐分处理下供试材料单株干物重与植株光合参数及保护系统参数的相关分析 |
3 讨论 |
Ⅴ 结论 |
参考文献 |
在读期间发表论文 |
作者简介 |
致谢 |
(6)低磷胁迫对小麦染色体代换系幼苗的生理效应及其染色体定位研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 小麦幼苗耐低磷特性的生理生化基础 |
1.1.1 比叶重 |
1.1.2 叶绿素 |
1.1.3 光合特性 |
1.2 小麦幼苗根系耐低磷特性的生理生化基础 |
1.2.1 根系构型 |
1.2.2 根系活力 |
1.2.3 根系分泌物 |
1.2.4 保护酶 |
1.2.5 可溶性蛋白 |
1.2.6 植物激素 |
1.3 小麦耐低磷特性的遗传学研究 |
1.4 小麦代换系的研究进展 |
1.5 本研究的目的和意义 |
2.材料与方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验设计 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 比叶重 |
2.3.2 叶绿素含量的测定 |
2.3.3 光合特征的测定 |
2.3.4 可溶性蛋白质含量的测定 |
2.3.5 根系形态 |
2.3.6 根系活力 |
2.3.7 根系分泌物 |
2.3.8 SOD、POD 活性和 MDA 含量的测定 |
2.3.9 激素 |
2.4 数据处理方法 |
3 结果与分析 |
3.1 低磷对小麦代换系幼苗比叶重的影响 |
3.2 低磷对小麦代换系幼苗叶绿素和类胡萝卜素含量的影响 |
3.2.1 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本叶绿素含量的影响 |
3.2.2 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本类胡萝卜素含量的影响 |
3.3 低磷对小麦代换系幼苗光合特性的影响 |
3.3.1 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本光合速率的影响 |
3.3.2 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本蒸腾速率的影响 |
3.4 低磷对小麦代换系幼苗根系构型的影响 |
3.4.1 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本总根长的影响 |
3.4.2 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本总根表面积的影响 |
3.4.3 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本根平均直径的影响 |
3.4.4 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本根冠比的影响 |
3.5 低磷对小麦代换系幼苗根系活力的影响 |
3.6 低磷对小麦代换系幼苗根系分泌物的影响 |
3.6.1 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本酸性磷酸酶活性的影响 |
3.6.2 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本核酸水解酶的影响 |
3.7 低磷对小麦代换系幼苗根系保护酶活性的影响 |
3.7.1 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本 SOD 活性的影响 |
3.7.2 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本 POD 活性的影响 |
3.8 低磷对小麦代换系幼苗根系丙二醛和可溶性蛋白含量的影响 |
3.8.1 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本丙二醛量的影响 |
3.8.2 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本可溶性蛋白含量的影响 |
3.9 低磷对小麦代换系幼苗根系植物激素含量的影响 |
3.9.1 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本生长素含量的影响 |
3.9.2 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本赤霉素含量的影响 |
3.9.3 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本玉米素含量的影响 |
3.9.4 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本脱落酸含量的影响 |
3.10 小麦代换系耐低磷特性的主成分分析及综合性评价 |
3.10.1 低磷对中国春-Synthetic 6x 代换系及亲本各单项指标的耐低磷系数及其简单相关分析 |
3.10.2 主成分分析 |
3.10.3 综合评价 |
4 讨论 |
4.1 低磷胁迫下小麦代换系及其亲本幼苗期叶片生理性状的变化和染色体效应 |
4.1.1 低磷胁迫下小麦代换系及其亲本幼苗期比叶重的变化和染色体效应 |
4.1.2 低磷胁迫下小麦代换系及其亲本幼苗期叶绿素和类胡萝卜素含量的变化和染色体效应 |
4.1.3 低磷胁迫下小麦代换系及其亲本幼苗期光合特性的变化和染色体效应 |
4.2 低磷胁迫下小麦代换系及其亲本幼苗期根系生理性状的变化和染色体效应 |
4.2.1 低磷胁迫下小麦代换系及其亲本幼苗期根系构型的变化和染色体效应 |
4.2.2 低磷胁迫下小麦代换系及其亲本幼苗期根系活力的变化和染色体效应 |
4.2.3 低磷胁迫下小麦代换系及其亲本幼苗期根系分泌物的变化和染色体效应 |
4.2.4 低磷胁迫下小麦代换系及其亲本幼苗期根系保护酶活性、丙二醛和可溶性蛋白含量的变化和染色体效应 |
4.2.5 低磷胁迫下小麦代换系及其亲本幼苗期根系激素的变化和染色体效应 |
4.3 小麦代换系幼苗期耐低磷特性指标的综合性评价及主成分分析 |
5 结论 |
参考文献 |
在读期间发表的学术论文 |
作者简历 |
致谢 |
(7)玉米应答低磷胁迫的消减文库构建及部分EST序列分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 文献综述 |
1.1 土壤中磷元素的状况 |
1.2 植物体对磷的吸收和磷在植物体内的存在形式 |
1.3 磷元素的生物功能 |
1.4 缺磷对玉米的影响 |
1.5 植物耐低磷的适应性机制 |
1.5.1 植物耐低磷的形态机制 |
1.5.2 植物耐低磷的生理生化机制 |
1.5.2.1 根系分泌有机酸 |
1.5.2.2 根系分泌磷酸酶类 |
1.5.2.3 植物激素的变化 |
1.5.2.4 低磷胁迫诱导活性氧产生 |
1.5.2.5 光合率的降低 |
1.5.2.6 糖酵解途径的改变和选择性线粒体呼吸 |
1.5.2.7 次级代谢的加强 |
1.5.2.8 其他方面 |
1.5.3 植物耐低磷的遗传机制 |
1.5.3.1 控制根构型的QTL位点和基因 |
1.5.3.2 调控体内外磷素代谢的基因 |
1.5.3.3 调控磷素转运的相关基因 |
1.5.3.4 响应低磷胁迫的调控系统 |
1.6 差异表达基因功能研究的几种方法 |
1.6.1 消减杂交 |
1.6.2 mRNA差别显示技术 |
1.6.3 cDNA代表性差异显示技术 |
1.6.4 cDNA-AFLP技术 |
1.6.5 抑制性消减杂交技术 |
1.6.6 基因表达系列分析 |
1.6.7 基因芯片技术 |
1.7 生物信息学发展概况 |
1.7.1 生物信息学概念和发展过程 |
1.7.2 生物信息的研究内容 |
1.7.2.1 生物信息的收集与管理 |
1.7.2.2 序列比对 |
1.7.2.3 序列分析 |
1.7.2.4 基因表达数据的分析 |
1.7.2.5 蛋白质结构和功能预测 |
1.7.2.6 基因识别 |
1.7.2.7 非编码区分析和DNA语言研究 |
1.7.2.8 药物设计 |
1.7.2.9 功能基因组 |
1.7.2.10 蛋白质组学研究 |
1.7.3 生物信息学所用的方法和技术 |
1.7.4 生物信息学的应用领域 |
2 玉米耐低磷研究进展及本研究的目的意义 |
3 材料和方法 |
3.1 实验材料 |
3.2 实验技术路线 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 总RNA的提取和质量检测 |
3.3.2 mRNA的纯化 |
3.3.3 抑制消减杂交 |
3.3.3.1 cDNA双链的合成 |
3.3.3.2 RsaⅠ酶切双链cDNA |
3.3.3.3 Adaptor 1、Adaptor 2R接头的连接 |
3.3.3.4 第一次消减杂交 |
3.3.3.5 第二次消减杂交 |
3.3.3.6 两次消减PCR扩增 |
3.3.4 二次PCR产物的纯化回收 |
3.3.5 消减文库的构建 |
3.3.6 文库插入cDNA片段克隆的PCR检测 |
3.3.7 测序及生物信息学比对 |
3.3.8 EST序列分析 |
3.3.9 玉米根系低磷响应EST序列与磷相关QTL位点的共定位分析 |
3.3.10 重要功能EST序列半定量RT-PCR检测 |
4 结果与分析 |
4.1 总RNA的提取和质量检测 |
4.2 抑制消减杂交及文库的构建 |
4.3 文库菌液PCR检测 |
4.4 阳性克隆序列测定及功能比对 |
4.5 EST序列推测功能的分类注释和分析 |
4.5.1 能量代谢类 |
4.5.2 氨基酸和蛋白质代谢类 |
4.5.3 磷素循环类 |
4.5.4 信号转导类 |
4.5.5 细胞分裂和组成类 |
4.5.6 胁迫相关类 |
4.5.7 蛋白质互作类 |
4.5.8 转录调控类 |
4.5.9 通道蛋白类 |
4.5.10 未知功能类 |
4.5.11 差异表达基因EST序列与玉米耐低磷间关系的分析 |
4.5.11.1 玉米根系增加磷素供应、压缩磷素消耗 |
4.5.11.2 玉米根系内生长素合成和细胞分裂增加 |
4.5.11.3 低磷胁迫下玉米根细胞加强了保护机制 |
4.5.11.4 低磷胁迫下玉米根细胞的能量代谢加剧 |
4.5.11.5 玉米根系内蛋白质合成的增加 |
4.5.11.6 低磷胁迫下玉米根细胞的转录调控加强 |
4.5.11.7 低磷胁迫下玉米根细胞中存在多条信号转导途径 |
4.6 玉米低磷响应EST序列与磷相关QTL的共定位分析 |
4.6.1 低磷胁迫EST序列染色体定位结果 |
4.6.2 低磷胁迫单拷贝EST序列与磷相关QTL的共定位分析 |
4.7 半定量RT-PCR基因表达研究 |
4.7.1 设计并合成扩增引物 |
4.7.2 合成玉米根系对照和低磷处理cDNA |
4.7.3 确定半定量RT-PCR循环数和cDNA模板量 |
4.7.4 半定量RT-PCR扩增结果与分析 |
5 讨论 |
5.1 SSH技术应用于低磷胁迫玉米文库构建的可靠性 |
5.2 玉米低磷胁迫响应涉及基因调控网络 |
5.3 玉米低磷胁迫响应是基因顺序启动的过程 |
5.4 耐低磷玉米品种的适应机制 |
6 今后的研究方向 |
6.1 进一步挖掘文库中的EST序列 |
6.2 深入研究可作为育种目标基因的低磷胁迫响应基因 |
7 结论 |
参考文献 |
致谢 |
附件:攻读学位期间发表的学术论文 |
(8)低磷胁迫对小麦代换系产量性状的影响及染色体效应(论文提纲范文)
1 材料与方法 |
1.1 材料 |
1.2 方法 |
2 结果与分析 |
2.1 基因型间的差异显着性检验 |
2.2 低磷胁迫对中国春-Synthetic 6x代换系及亲本单穗粒重的影响 |
2.3 低磷胁迫对中国春-Synthetic 6x代换系及亲本千粒重的影响 |
2.4 低磷胁迫对中国春-Synthetic 6x代换系及亲本单穗粒数的影响 |
2.5 产量性状间的相关分析 |
3 讨论 |
(9)水稻磷素吸收的生理和分子基础研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
1 植物磷效率的概念及遗传特性 |
2 低磷胁迫对植物形态特征及体内代谢影响 |
2.1 磷胁迫引起的根系形态构造的变异 |
2.2 低磷条件下植株体内激素水平的变化 |
2.3 缺磷对水分利用效率、碳水化合物同化作用的影响 |
2.4 磷胁迫对膜脂过氧化及保护酶系统活性的影响 |
2.5 磷酸酶活性与植物耐低磷能力的关系 |
3 植物对磷素吸收和磷素在植株体内运输 |
3.1 植物对磷素吸收 |
3.2 植物体内磷素运输 |
3.3 突变体技术在研究植物磷素吸收、转运中的作用 |
4 植物响应磷素胁迫信号的分子机制 |
4.1 植物应答磷胁迫逆境的基因 |
4.2 转录因子在植物响应磷胁迫逆境中的作用 |
4.3 植物磷胁迫响应基因的调控机制 |
5 植物磷转运蛋白的结构和功能 |
5.1 植物磷转运蛋白的结构 |
5.2 磷转运蛋白功能 |
5.3 植物磷转运蛋白基因的表达与调控 |
6 本项研究的目的和意义 |
第一章 缺磷条件下不同水稻品种磷素吸收特性的研究 |
1.1 材料与方法 |
1.1.1 供试品种和幼苗培养方法 |
1.1.2 测定性状 |
1.2 结果与分析 |
1.2.1 不同磷水平下的单株磷累积量比较 |
1.2.2 不同磷水平下的单株鲜重、干重和全磷量比较 |
1.2.3 不同磷水平下植株形态学特性 |
1.2.4 不同磷水平下供试品种的部分生理参数比较 |
1.3 讨论 |
1.3.1 磷胁迫条件下根系磷吸收能力差异是供试水稻品种磷吸收量差异的主要原因 |
1.3.2 缺磷条件下吸磷量相对较多是磷高效品种生理参数和植株形态学特征相对改善的重要原因 |
第二章 缺磷条件下不同磷效率水稻品种的光合特性和细胞保护酶活性 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 供试品种和材料培养方法 |
2.1.2 测定项目和方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 不同磷水平下供试品种的单株干重和磷累积量 |
2.2.2 不同磷水平下供试品种的光合速率 |
2.2.3 不同磷水平下供试品种的单株叶面积 |
2.2.4 不同磷水平下的叶绿素含量和可溶蛋白含量 |
2.2.5 不同磷水平下的气孔导度和蒸腾速率 |
2.2.6 不同磷水平下的细胞保护酶活性和脂质过氧化特性 |
2.3 讨论 |
2.3.1 较高的磷素吸收量是磷高效品种缺磷下具有较多干物质累积量的重要生理基础 |
2.3.2 叶绿素含量、可溶蛋白含量和Gs 对缺磷下不同磷效率供试品种Pn 的影响 |
2.3.3 较高的SOD 活性是膜脂过氧化程度低的重要原因,在维持光合器官功能中具有重要作用 |
第三章 低磷胁迫下水稻特异表达基因的鉴定及可能的功能分析 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 材料培养 |
3.1.2 cDNA-AFLP 操作过程 |
3.1.3 cDNA-AFLP 产物的聚丙烯酰氨凝胶电泳及银染显影 |
3.1.4 差异条带DNA 回收和克隆 |
3.1.5 差异条带DNA 阳性克隆的序列测定 |
3.1.6 差异表达序列的生物信息学分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 总RNA 和合成双链cDNA 的检测 |
3.2.2 cDNA-AFLP 结果 |
3.2.3 特异表达基因片段的克隆 |
3.2.4 低磷胁迫下水稻根系特异表达基因和可能的功能分析 |
3.3 讨论 |
3.3.1 水稻植株对低磷信号的转导 |
3.3.2 bHLH 转录因子OsPTF1 和热激应答转录因子参与了下游磷胁迫应答基因的转录调控 |
3.3.3 低磷胁迫诱发了部分氨基酸及蛋白质合成和物质运输基因的表达 |
3.3.4 部分生物和非生物逆境应答基因的表达受到低磷逆境诱导 |
3.3.5 cDNA-AFLP 技术在鉴定低磷逆境及非生物逆境应答基因的局限性 |
第四章 水稻磷转运蛋白基因OsPT2 的克隆、表达和功能研究 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 试验材料 |
4.1.2 水稻磷转运蛋白基因OsPT2 的克隆和序列测定 |
4.1.3 OsPT2 的编码蛋白特征 |
4.1.4 OsPT2 的表达特性研究 |
4.1.5 OsPT2 启动子顺式作用元件的分析 |
4.1.6 OsPT2 启动子的克隆 |
4.1.7 融合OsPT2 启动子表达载体构建和农杆菌遗传转化 |
4.1.8 OsPT2 启动子转化烟草、转基因植株分子鉴定和OsPT2 驱动报告基因表达特征 |
4.1.8.1 烟草遗传转化 |
4.1.8.2 转基因系分子鉴定 |
4.1.8.3 转基因植株的组织化学染色 |
4.1.9 融合OsPT2 的双元表达载体构建、遗传转化和基因功能鉴定 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 OsPT2 的基因结构和编码蛋白质特征 |
4.2.2 OsPT2 的表达特征 |
4.2.3 OsPT2 启动子调控元件分析和驱动报告基因表达特征 |
4.2.4 异源表达OsPT2 对烟草磷素吸收能力的影响 |
4.3 讨论 |
4.3.1 水稻磷转运蛋白基因OsPT2 具有植物种属磷转运蛋白的特征 |
4.3.2 OsPT2 在根系中的表达受到低磷胁迫逆境的上调诱导 |
4.3.3 异源表达 OsPT2 具有改善低磷胁迫下烟草的磷素吸收能力 |
第五章 水稻磷转运蛋白基因OsPT4 的分子特征、表达和功能研究 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 试验材料 |
5.1.2 水稻磷转运蛋白基因OsPT4 的克隆和序列测定 |
5.1.3 OsPT4 的编码蛋白特征 |
5.1.4 OsPT4 的表达特性研究 |
5.1.5 OsPT4 启动子顺式作用元件的分析 |
5.1.6 OsPT4 启动子的克隆、融合OsPT4 启动子表达载体构建和农杆菌遗传转化 |
5.1.7 OsPT4 启动子转化烟草、转基因植株分子鉴定和OsPT4 驱动报告基因表达特征 |
5.1.8 融合OsPT4 的双元表达载体构建、遗传转化和基因功能鉴定 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 OsPT4 的基因结构和编码蛋白质特征 |
5.2.2 OsPT4 的表达特征 |
5.2.3 OsPT4 启动子调控元件分析和驱动报告基因表达特征 |
5.2.4 异源表达OsPT4 对烟草磷素吸收能力的影响 |
5.3 讨论 |
5.3.1 水稻OsPT4 呈叶片中特异表达且受到低磷胁迫的诱导 |
5.3.2 上调表达OsPT4 具有改善植株在低磷胁迫条件下磷利用效率的功能 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
在读期间发表的学术论文 |
作者简介 |
致谢 |
(10)磷对不同种源马尾松种子及幼苗影响的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一部分 研究现状及选题依据 |
1 植物磷素营养研究进展综述 |
1.1 植物受营养胁迫的基因型差异及形态适应 |
1.2 营养胁迫与植物生理生化反应 |
1.3 植物对难溶性磷的利用 |
1.4 植物营养胁迫吸收动力学特征 |
1.5 问题与展望 |
2 前言 |
第二部分 材料与方法 |
1 实验材料 |
1.1 基质选取与处理 |
1.2 种子选取与处理处理 |
1.3 幼苗的选取与处理 |
2 实验方法 |
2.1 营养液选择与制备 |
2.2 实验设计 |
3 主要生理及生化指标的测定方法 |
4 技术路线 |
第三部分 结果分析与讨论 |
1 磷浸种对种子发芽特性及生理活性的影响 |
1.1 磷浸种对种子发芽率的影响 |
1.2 磷浸种对种子发芽指数的影响 |
1.3 磷浸种对种子氮、磷含量的影响 |
1.4 磷浸种对种子淀粉酶的影响 |
1.5 磷浸种对质膜透性的影响 |
1.6 小结 |
2 磷胁迫对百日幼苗生理及形态的影响 |
2.1 磷胁迫对百日幼苗SOD活性的影响 |
2.2 磷胁迫对百日幼苗MDA含量的影响 |
2.3 磷胁迫对百日幼苗生长形态及生物量的影响 |
2.4 小结 |
3 磷胁迫对1年生幼苗生理及形态的影响 |
3.1 磷对1年生幼苗根系有机酸含量的影响 |
3.2 磷对1年生幼苗体内MDA含量的影响 |
3.3 磷对1年生幼苗体内几种抗氧化保护酶活性的影响 |
3.4 磷对1年生苗叶绿素含量的影响 |
3.5 磷对1年生苗生物量的影响 |
3.6 小结 |
4 磷胁迫对马尾松体内磷素存在形态与分配规律的影响 |
4.1 不同供磷水平对马尾松幼苗体内磷素转化的影响 |
4.2 不同供磷水平对马尾松幼苗体内磷素转移和分配的影响 |
4.3 小结 |
第四部分 结语 |
1 结论与讨论 |
2 问题及展望 |
参考文献 |
致谢 |
附图 |
附录 |
四、黑麦基因组中不同染色体在缺磷胁迫下对普通小麦根系分泌酸性磷酸酯酶(Acph)遗传效应的研究(论文参考文献)
- [1]解盐促生菌Pseudomonas sp.Rs-198全基因组学分析及其与植物根际互作机制研究[D]. 何艳慧. 石河子大学, 2020(08)
- [2]小麦代换系幼苗根系对低磷胁迫的生理响应暗示的染色体效应[J]. 米少艳,路斌,张颖,杜欢,白志英,李存东. 植物营养与肥料学报, 2016(05)
- [3]小麦亲缘种属添加系耐低磷胁迫性状鉴定与基因染色体定位[J]. 齐珊珊,白福强,夏晴,张玉丹,郑雅月,刘金燕,刘文轩. 植物遗传资源学报, 2016(04)
- [4]普通小麦异附加系重要性状的评价与鉴选及六倍体小黑麦与普通小麦杂交后代的鉴定[D]. 刘彩云. 西北农林科技大学, 2015(06)
- [5]小麦B染色体组抵御低磷、干旱和盐分逆境能力的研究[D]. 郭丽. 河北农业大学, 2014(03)
- [6]低磷胁迫对小麦染色体代换系幼苗的生理效应及其染色体定位研究[D]. 米少艳. 河北农业大学, 2013(03)
- [7]玉米应答低磷胁迫的消减文库构建及部分EST序列分析[D]. 黄青. 四川农业大学, 2010(12)
- [8]低磷胁迫对小麦代换系产量性状的影响及染色体效应[J]. 郑金凤,白志英,李存东,赵金峰,毕常锐,肖凯. 植物遗传资源学报, 2010(02)
- [9]水稻磷素吸收的生理和分子基础研究[D]. 韩胜芳. 河北农业大学, 2009(01)
- [10]磷对不同种源马尾松种子及幼苗影响的研究[D]. 唐敏. 贵州大学, 2007(05)