张艳:粗山羊草缺锌响应转录组分析及AeZIP2基因的功能鉴定论文

张艳:粗山羊草缺锌响应转录组分析及AeZIP2基因的功能鉴定论文

本文主要研究内容

作者张艳(2019)在《粗山羊草缺锌响应转录组分析及AeZIP2基因的功能鉴定》一文中研究指出:锌是植物体内最重要的微量金属元素之一,含锌蛋白占蛋白种类的十分之一,广泛参与各类酶的功能。缺锌会抑制植物的生长发育,影响植物的抗逆性、产量和品质,是限制农作物生产的重要原因之一。粗山羊草是小麦D基因组的遗传基础,本研究利用水培缺锌筛选获得的低锌耐受能力差异显著的粗山羊草为材料,借助转录组学高通量测序,分析其响应锌胁迫的分子机制,对其中的ZIP基因家族成员进行了系统的生物信息学分析,从差异基因表达谱中筛选并克隆了一个AeZIP2基因,对序列特征、表达特性和生物学功能进行了系统分析。主要研究结果如下:为鉴定粗山羊草对缺锌胁迫的耐受性,建立了叶片表型和地上部锌效率相结合的水培筛选体系。在缺锌培养三周后叶片坏死斑出现越早,低锌培养6周后锌效率越高,材料对缺锌胁迫的耐受能力越强。粗山羊草SQ523表现出比Y199更强的缺锌胁迫耐受能力,在胁迫条件下具有更强生理和代谢稳定性,根系对锌离子的吸收和向地上转运能力更强。对粗山羊草SQ523响应缺锌(0μM)、低锌(0.05μM)和正常供锌(5μM)不同供锌水平的转录组分析表明,锌胁迫产生的DEGs数随胁迫强度增大而增加,根系转录组对缺锌胁迫强度的变化比叶更敏感。在根中缺锌胁迫对基因表达的调控以表达上调为主,而低锌胁迫下以表达下调为主。在叶中缺锌胁迫产生的DEGs在两个调控方向上没有明显差异。SQ523差异表达基因的KEGG代谢富集分析表明,在根中,内质网蛋白加工和氮素代谢途径在基因表达上调方向上代谢富集,而植物激素信号转导、植物病原互作和苯丙醇生物合成途径在基因表达下调方向上代谢富集。富集的代谢途径主要来自缺锌胁迫。在叶中,基因表达上调方向上显著富集的代谢途径内质网蛋白加工和植物病原互作途径,两个富集突击途径来自低锌胁迫。在基因表达下调方向上,只有植物激素信号转导途径显著富集,来自缺锌胁迫,比根中少了两个途径。26个转录因子家族共217个成员受缺锌胁迫差异表达。不同转录因子家族在根或叶中的差异表达具有一定的组织特异性和表达调控方向的多样性。粗山羊草ZIP基因家族的生物信息学分析表明,25个ZIP家族基因编码蛋白序列长度为100-550,20个质膜定位蛋白上跨膜区数为1-9个。粗山羊草响应低锌(0.05μM)、正常供锌(5μM)和高锌(500μM)的表达分析表明,8个基因存在较强的根或叶的组织特异性表达,5个基因具有低锌亲和转运体的表达特性,17个基因的表达具有高锌亲和转运体的表达特征。从粗山羊草SQ523基因组中成功克隆得到一个AeZIP2基因,该基因编码全长349个氨基酸的质膜定位蛋白。AeZIP2及其直系同源蛋白含有9个跨膜区和两个可变区,跨膜区序列高度保守。表达特性分析表明AeZIP2是一个根特异性表达基因,受缺锌胁迫诱导表达。在甘露醇、NaCl和H2O2的胁迫后,AeZIP2基因表现出一定的诱导表达,而在高温、脱落酸、生长素处理后表达水平下调。在拟南芥中过表达AeZIP2基因能够增强对锌、铁、锰、铜的吸收。与野生型相比,转基因株系中生长素对根系生长调控的生理效应受到抑制,而对干旱、盐和氧化胁迫的抗性得以提高。

Abstract

xin shi zhi wu ti nei zui chong yao de wei liang jin shu yuan su zhi yi ,han xin dan bai zhan dan bai chong lei de shi fen zhi yi ,an fan can yu ge lei mei de gong neng 。que xin hui yi zhi zhi wu de sheng chang fa yo ,ying xiang zhi wu de kang ni xing 、chan liang he pin zhi ,shi xian zhi nong zuo wu sheng chan de chong yao yuan yin zhi yi 。cu shan yang cao shi xiao mai Dji yin zu de wei chuan ji chu ,ben yan jiu li yong shui pei que xin shai shua huo de de di xin nai shou neng li cha yi xian zhe de cu shan yang cao wei cai liao ,jie zhu zhuai lu zu xue gao tong liang ce xu ,fen xi ji xiang ying xin xie pai de fen zi ji zhi ,dui ji zhong de ZIPji yin jia zu cheng yuan jin hang le ji tong de sheng wu xin xi xue fen xi ,cong cha yi ji yin biao da pu zhong shai shua bing ke long le yi ge AeZIP2ji yin ,dui xu lie te zheng 、biao da te xing he sheng wu xue gong neng jin hang le ji tong fen xi 。zhu yao yan jiu jie guo ru xia :wei jian ding cu shan yang cao dui que xin xie pai de nai shou xing ,jian li le xie pian biao xing he de shang bu xin xiao lv xiang jie ge de shui pei shai shua ti ji 。zai que xin pei yang san zhou hou xie pian huai si ban chu xian yue zao ,di xin pei yang 6zhou hou xin xiao lv yue gao ,cai liao dui que xin xie pai de nai shou neng li yue jiang 。cu shan yang cao SQ523biao xian chu bi Y199geng jiang de que xin xie pai nai shou neng li ,zai xie pai tiao jian xia ju you geng jiang sheng li he dai xie wen ding xing ,gen ji dui xin li zi de xi shou he xiang de shang zhuai yun neng li geng jiang 。dui cu shan yang cao SQ523xiang ying que xin (0μM)、di xin (0.05μM)he zheng chang gong xin (5μM)bu tong gong xin shui ping de zhuai lu zu fen xi biao ming ,xin xie pai chan sheng de DEGsshu sui xie pai jiang du zeng da er zeng jia ,gen ji zhuai lu zu dui que xin xie pai jiang du de bian hua bi xie geng min gan 。zai gen zhong que xin xie pai dui ji yin biao da de diao kong yi biao da shang diao wei zhu ,er di xin xie pai xia yi biao da xia diao wei zhu 。zai xie zhong que xin xie pai chan sheng de DEGszai liang ge diao kong fang xiang shang mei you ming xian cha yi 。SQ523cha yi biao da ji yin de KEGGdai xie fu ji fen xi biao ming ,zai gen zhong ,nei zhi wang dan bai jia gong he dan su dai xie tu jing zai ji yin biao da shang diao fang xiang shang dai xie fu ji ,er zhi wu ji su xin hao zhuai dao 、zhi wu bing yuan hu zuo he ben bing chun sheng wu ge cheng tu jing zai ji yin biao da xia diao fang xiang shang dai xie fu ji 。fu ji de dai xie tu jing zhu yao lai zi que xin xie pai 。zai xie zhong ,ji yin biao da shang diao fang xiang shang xian zhe fu ji de dai xie tu jing nei zhi wang dan bai jia gong he zhi wu bing yuan hu zuo tu jing ,liang ge fu ji tu ji tu jing lai zi di xin xie pai 。zai ji yin biao da xia diao fang xiang shang ,zhi you zhi wu ji su xin hao zhuai dao tu jing xian zhe fu ji ,lai zi que xin xie pai ,bi gen zhong shao le liang ge tu jing 。26ge zhuai lu yin zi jia zu gong 217ge cheng yuan shou que xin xie pai cha yi biao da 。bu tong zhuai lu yin zi jia zu zai gen huo xie zhong de cha yi biao da ju you yi ding de zu zhi te yi xing he biao da diao kong fang xiang de duo yang xing 。cu shan yang cao ZIPji yin jia zu de sheng wu xin xi xue fen xi biao ming ,25ge ZIPjia zu ji yin bian ma dan bai xu lie chang du wei 100-550,20ge zhi mo ding wei dan bai shang kua mo ou shu wei 1-9ge 。cu shan yang cao xiang ying di xin (0.05μM)、zheng chang gong xin (5μM)he gao xin (500μM)de biao da fen xi biao ming ,8ge ji yin cun zai jiao jiang de gen huo xie de zu zhi te yi xing biao da ,5ge ji yin ju you di xin qin he zhuai yun ti de biao da te xing ,17ge ji yin de biao da ju you gao xin qin he zhuai yun ti de biao da te zheng 。cong cu shan yang cao SQ523ji yin zu zhong cheng gong ke long de dao yi ge AeZIP2ji yin ,gai ji yin bian ma quan chang 349ge an ji suan de zhi mo ding wei dan bai 。AeZIP2ji ji zhi ji tong yuan dan bai han you 9ge kua mo ou he liang ge ke bian ou ,kua mo ou xu lie gao du bao shou 。biao da te xing fen xi biao ming AeZIP2shi yi ge gen te yi xing biao da ji yin ,shou que xin xie pai you dao biao da 。zai gan lou chun 、NaClhe H2O2de xie pai hou ,AeZIP2ji yin biao xian chu yi ding de you dao biao da ,er zai gao wen 、tuo la suan 、sheng chang su chu li hou biao da shui ping xia diao 。zai ni na gai zhong guo biao da AeZIP2ji yin neng gou zeng jiang dui xin 、tie 、meng 、tong de xi shou 。yu ye sheng xing xiang bi ,zhuai ji yin zhu ji zhong sheng chang su dui gen ji sheng chang diao kong de sheng li xiao ying shou dao yi zhi ,er dui gan han 、yan he yang hua xie pai de kang xing de yi di gao 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自山东农业大学的张艳,发表于刊物山东农业大学2019-07-05论文,是一篇关于粗山羊草论文,缺锌论文,山东农业大学2019-07-05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,资料来自山东农业大学2019-07-05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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