渗透调节对大豆种子线粒体呼吸和磷酸化的影响

渗透调节对大豆种子线粒体呼吸和磷酸化的影响

一、Effects of Osmoconditioning on Mitochondrial Respiration and Phosphorylation in Soybean Seeds(论文文献综述)

解颖[1](2021)在《老化处理对老芒麦理化特性的影响及其转录组分析》文中研究指明老芒麦隶属禾本科披碱草属,是我国北方地区广泛种植利用的多年生优良栽培牧草,种子具后熟,常因贮存条件不适而老化。本研究以“农牧”、“康巴”、“麦洼”、“同德”、“川草1号”、“阿坝”6个老芒麦育成品种为试验材料,采用高温高湿法处理种子,通过老化处理后种子活力和生理生化指标的测定,以及农牧老芒麦老化种子转录组分析,探讨种子响应老化的相关生理和分子机制,为老芒麦种子生产、贮藏以及新种质创制提供依据。主要研究结果如下:(1)高温高湿老化处理后的老芒麦种子,膜脂发生过氧化,细胞膜通透性增大,发生不可逆的损伤,导致细胞膜空间结构受损,影响细胞功能。随着老化时间的延长,农牧、康巴、麦洼、同德、川草1号和阿坝老芒麦的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数显着降低(P<0.05)。发芽率降幅在59%-70.21%之间;发芽势在58.67%-70.21%之间;发芽指数在63.53%-75.42%之间;活力指数在73.32%-80.50%之间。(2)抗氧化酶SOD、POD活性,随老化时间延长,呈降低趋势。老化处理6d后,农牧老芒麦SOD活性最高,川草1号老芒麦最低,降幅在24.54%-52.38%之间;同德老芒麦POD活性最高,川草1号老芒麦最低,降幅在24.37%-40.58%之间。(3)代谢调节物质方面,随老化时间增加,可溶性蛋白含量逐渐降低,脯氨酸含量呈升高趋势。老化处理6d时,可溶性蛋白含量在5.30-7.04mg/g之间,降幅在20.45%-39.05%之间,其中麦洼老芒麦的可溶性蛋白含量最低,同德老芒麦含量最高。脯氨酸含量在50.89-67.60ug/g之间,康巴老芒麦最高,阿坝老芒麦最低;增幅在132.09%-308.37%之间,农牧老芒麦最高,阿坝老芒麦最低。(4)代谢物质方面,电导率和丙二醛含量呈升高趋势。老化处理6d后,农牧、康巴、麦洼、同德、川草1号和阿坝老芒麦的电导率在78.80-93.34ug/cm·g之间,与对照组相比,川草1号老芒麦电导率增加了83.81%,农牧老芒麦的电导率低于其他5种老芒麦材料,增幅为67.60%。老化6d后,麦洼老芒麦丙二醛含量最高,为53.45nmol/g;农牧老芒麦最低,为36.11nmol/g。(5)在种子老化过程中,种子的活力指标与抗氧化酶活性、可溶性蛋白含量呈显着或极显着正相关;与丙二醛含量、电导率、脯氨酸含量呈显着或极显着负相关关系。结果表明,抗氧化酶活性、可溶性蛋白含量、丙二醛、电导率、脯氨酸可作为判断种子活力的理化指标。(6)通过转录组测序共获得140个差异表达基因,其中125个为上调基因,15个为下调基因。对差异表达基因进行GO分类,主要参与代谢过程、膜的构成、催化活性功能;KEGG通路富集分析,差异表达基因富集于31个通路中,主要涉及MAPK信号、氧化磷酸化通路等。

王雪松[2](2020)在《大豆干旱响应环状RNA鉴定及非生物胁迫调控途径分析》文中研究表明大豆(Glycine max)是重要的植物蛋白质和食用油来源,在世界经济中占有重要地位。然而,大豆生产经常受到干旱和盐胁迫等不利环境因素的严重影响。circRNA是一类新型的非编码RNA,具有多种功能,可以作为miRNA海绵行使吸附功能,从而抑制miRNA对其下游靶基因的裂解作用,参与对多种生命活动的调控。在动物中也被证明能够编码蛋白质,而且可以参与植物中的多种生物与非生物胁迫响应机制。本研究以垦丰16大豆品种为材料,对其进行5%PEG 6000模拟干旱处理,通过新一代高通量测序技术挖掘大豆中干旱响应的circRNA;通过PCR技术和Sanger测序验证circRNA的反向剪接位点,确定其真实性,并预测分析circRNA-miRNA-m RNA互作网络;利用实时荧光定量PCR技术,分析大豆circRNA作为miRNA海绵的表达模式;挑选表达模式满足互补趋势的gma-miR9725及其miRNA海绵gma_circ_0000531进行后续的功能验证;通过5’RACE试验确定gma-miR9725与其靶基因的互补切割位点;分析gma-miR9725及其靶基因Gm AKT1在干旱及ABA处理下的表达模式;通过发根农杆菌介导的大豆发状根诱导技术,得到具有转基因根系的大豆复合植株,快速验证gma-miR9725在逆境胁迫下的表型与功能;分析gma-miR9725的靶基因Gm AKT1在低钾和高盐处理下的表达模式;以哥伦比亚野生型拟南芥和东农50为实验材料,得到Gm AKT1的过表达植株,分析其在逆境胁迫下的表型与功能;阐明大豆响应非生物胁迫下的gma_circ_0000531-gma-miR9725-Gm AKT1调控途径。主要研究结果如下:(1)高通量测序共得到1275个干旱相关的大豆circRNA,来源于959个亲本基因;其中干旱胁迫6 h(PEG 6 h/CK6 h组)差异表达的circRNA有145个,12 h差异表达的circRNA则有61个,两组中共有的差异表达circRNA数量为20个。与同时间点对照组相比,这20个circRNA中有6个在6 h和12 h均明显上调,8个明显下调。(2)通过PCR技术和Sanger测序技术对差异表达circRNA的反向剪接位点进行验证,排除基因重组后,共得到5个真实存在的大豆circRNA(gma_circ_0000287、gma_circ_0000302、gma_circ_0000095、gma_circ_0000298和gma_circ_0000531),其亲本基因参与多种非生物胁迫及植物的发育过程。(3)实时荧光定量PCR结果表明,gma_circ_0000531与gma-miR9725在干旱胁迫下的表达模式呈互补趋势,gma_circ_0000531是在大豆响应干旱胁迫过程中通过充当miRNA海绵来调控gma-miR9725表达水平的上游调控因子。(4)gma-miR9725的启动子序列中分布有多个胁迫响应元件,发根农杆菌介导的大豆发状根也表明了gma-miR9725可以响应干旱和ABA胁迫,并影响胁迫下大豆体内的活性氧清除。(5)5’RACE结果表明gma-miR9725可以在大豆体内直接切割Gm AKT1,实时荧光定量PCR结果也显示过表达gma-miR9725发状根中,Gm AKT1的表达水平被下调;gma-miR9725和其靶基因Gm AKT1在干旱和ABA处理下的表达模式呈互补趋势。(6)Gm AKT1的表达除了受干旱和ABA调控外,也受低钾和高盐胁迫的诱导。(7)Gm AKT1可以通过调控大豆根部的K+吸收,维持大豆体内的Na+/K+平衡,增强大豆对干旱、低钾胁迫和盐胁迫的耐受性。

赵颖[3](2020)在《基于转录组分析揭示一氧化氮调控紫花苜蓿响应干旱胁迫的机理》文中进行了进一步梳理紫花苜蓿(Medicago sativa L.)目前是世界上栽培最广泛的多年生豆科牧草,因其丰富的营养价值在草地畜牧业扮演重要作用。干旱胁迫作为最主要的非生物胁迫因子之一,严重制约了苜蓿的种子萌发和幼苗生长。因此,研究干旱胁迫对紫花苜蓿的影响及其适应干旱的机制、及寻找提高紫花苜蓿抗旱的方法对克服干旱地区苜蓿栽培的制约具有重要意义。一氧化氮(Nitric oxide,NO)是一种可通过细胞膜扩散的气体信号分子,通过信号转导能够调控植物生长发育及逆境响应等多个生物学过程。目前,有关NO缓解逆境胁迫的研究主要集中在盐胁迫上,研究的物种也以拟南芥(Arabidopsis thaliana)、玉米(Zea mays L.)、番茄(Solanum lycopersicum)、小麦(Triticum aestivum L.)和燕麦(Avena sativa L)为主,而NO在牧草上的应用尤其是紫花苜蓿上的报道较少。与此同时,当今关于NO调控苜蓿抗逆性的研究尚处在生理生化水平,而NO对紫花苜蓿抗旱调控的分子机理尚未见报道。本文采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫条件,硝普钠(SNP)为外源NO供体,Carboxy-PTIO(cPTIO)为内源NO清除剂,以紫花苜蓿(“阿尔岗金”、“三得利”、“金皇后”)为研究材料,通过形态、生理生化分析和转录组测序(RNA-Seq)技术等方法,从NO对干旱胁迫下不同品种紫花苜蓿抗旱性调节差异、萌发生长及抗氧化系统的影响、碳同化及碳代谢的调控、萌发期及幼苗期的转录组分析等方面解析了NO调控紫花苜蓿响应干旱胁迫的机理。主要结果如下:(1)通过对外源NO调控干旱胁迫下不同品种紫花苜蓿萌发期抗旱指标变化比较分析,SNP浸种降低干旱胁迫下不同品种紫花苜蓿丙二醛(MDA)含量,增加脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量,提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性,对8个与抗性相关指标变化进行隶属函数法分析,发现3个紫花苜蓿品种对外源NO的敏感性由强到弱依次为:三得利>金皇后>阿尔岗金。选择对NO最为敏感的品种“三得利”为材料研究NO调控紫花苜蓿抗旱机制。(2)通过对NO调控干旱胁迫下“三得利”紫花苜蓿萌发生长及抗氧化系统研究,发现外源SNP浸种提高了干旱胁迫下紫花苜蓿的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数,萌发第7天的苜蓿芽苗干重和含水量增加,根长降低;外源cPTIO浸种抑制了干旱下种子的萌发,芽苗干重和根长降低。叶片喷施SNP或cPTIO对干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗茎长和根长无显着影响,但施加SNP显着增加了幼苗分枝数对侧根无显着影响;施加cPTIO显着降低了幼苗侧根数对分枝数目无显着影响。干旱胁迫下,外源施加SNP降低了紫花苜蓿萌发期芽苗和幼苗期叶片内O2˙ˉ、H2O2和MDA的积累,·OH清除速率提高,APX、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性及抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量增加,最终缓解干旱胁迫引起的氧化损伤。而施加cPTIO引起活性氧水平显着提高,抗氧化酶活性和抗氧化物质含量降低,进一步加剧了干旱胁迫的损伤。(3)通过对NO调控干旱胁迫下“三得利”紫花苜蓿碳同化和碳代谢关键酶进行分析,外源施加SNP增加了干旱胁迫下紫花苜蓿萌发期苗芽和幼苗期叶片卡尔文循环中果糖-1,6-二磷酸醛缩酶(TBA)、三磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)、核酮糖二磷酸羧化酶(Rubisco)活性,柠檬酸循环中丙酮酸脱氢酶(PDH)、柠檬酸合酶(CS)、α-酮戊二酸脱氢酶(α-KGDH)、琥珀酸脱氢酶(SDH)和NADP-苹果酸脱氢酶(NADP-MDH)活性。而外源施加cPTIO可调控干旱下编码卡尔文循环及三羧酸循环代谢中间酶的基因下调表达,且其酶活性降低,在一定程度上抑制了碳同化和碳代谢进程效率。(4)RNA-Seq分析NO调控干旱胁迫下“三得利”紫花苜蓿萌发期芽苗的结果显示,干旱胁迫处理与对照的差异表达基因(DEGs)有3524个(FDR<0.01,FC≥2),GO和KEGG分析表明,DEGs主要与类黄酮、黄酮、苯丙烷、单萜、倍半萜和三萜类等次生物质生物合成,光合作用、光合天线蛋白、淀粉和蔗糖代谢、谷胱甘肽代谢及植物激素信号转导通路有关。干旱下施加SNP与干旱处理相比引起2208个DEGs(FDR<0.01,FC≥2),DEGs主要富集在苯丙烷类生物合成、氮代谢、肌醇磷酸代谢及淀粉蔗糖代谢通路。干旱胁迫下施加cPTIO(PEG-NO)与干旱处理相比引起3461个DEGs(FDR<0.0001,FC≥2),内源NO介导的基因主要参与柠檬酸循环、丙酮酸代谢、乙醛酸代谢、精氨酸合成代谢、及光合器官的碳同化,且绝大多数基因均下调表达。(5)通过RNA-Seq对NO调控干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗期叶片进行研究,干旱胁迫处理与对照间叶片有947个DEGs(FDR<0.01,FC≥2),显着富集在类胡萝卜素和类黄酮生物合成通路上。干旱下喷施SNP与干旱处理相比有852个DEGs(FDR<0.01,FC≥2),显着富集在苯丙烷类化合物、类黄酮和类胡萝卜素化合物合成通路,且参与这些通路的基因几乎全部下调表达。干旱下喷施cPTIO与干旱处理间鉴定出2891个DEGs(FDR<0.01,FC≥4),多数参与光合器官碳同化、氧化磷酸化、碳代谢、柠檬酸循环及氨基酸代谢且下调表达。

曲善民[4](2020)在《烯效唑缓解大豆淹水胁迫的效应与机制》文中提出如何打破短期积水对大豆的胁迫伤害,是农业科研攻关的重要课题之一。本研究以大豆垦丰14和垦丰16为试验材料,R1期淹水胁迫,叶喷S3307为调控手段,采用盆栽控制试验,平行测定了两品种大豆生物学性状与产量构成、光合作用参数与物质积累、关键保护酶活性与内源激素含量、渗透调节物质含量与糖类含量、大豆籽粒氨基酸含量等生理生化指标,并观测了大豆根部与叶部的超显微结构,综合分析了大豆转录组系列数据,着重研究了S3307对大豆缓解淹水胁迫的调控效应和作用机理。主要结果如下:1.从生产性能看,R1期淹水胁迫降低大豆单株荚数、百粒重、干物质积累量,升高瘪荚率、瘪粒率,叶片容易早衰脱落,根量减少,造成大豆产量显着下降,减产幅度21.95%39.58%。R1期淹水胁迫,叶面喷施S3307与正常供水CK相比,大豆垦丰14与垦丰16产量相近,S3307个别处理组生产性能甚至高于CK。叶面喷施50mg/LS3307可以显着遏制大豆瘪荚率、瘪粒率上升(p<0.01),促进干物质累积,生产性能方面具有明显减损作用。2.从生长发育看,R1期淹水胁迫主要通过降低大豆根系侧根数量,减少根系伤流量,减少植株有效花果数,缩短功能叶片寿命,显着抑制了大豆的生长发育。R1期淹水胁迫,叶面喷施S3307与正常供水CK相比,大豆垦丰14与垦丰16株高均低于CK,但分枝较多,有效花果数较高。S3307调控组两个品种大豆叶片寿命均最长,光合时间最久,叶片持留性最好;根量最多,根系最发达;茎秆木质素、中性洗涤纤维含量最高;叶面喷施50mg/LS3307可以显着提高大豆灌浆能力,利于大豆健康生长,具有缓解淹水胁迫的作用。3.从生理指标看,R1期淹水胁迫,显着降低了大豆叶片气孔导度、叶片净光合速率、SPAD值、光合电子传递速率,造成大豆光合性能显着下降。淹水胁迫后,叶面喷施S3307两个大豆品种叶片净光合速率增加了15.36%48.12%,光合电子传递速率随着光强增加上升最快,呈S型曲线递增。S3307调控组两个品种大豆SPAD值、胞间CO2浓度、气孔导度、叶片蒸腾速率、净光合速率均有淹水+S3307组>CK组>淹水胁迫组的排序规律。叶面喷施50mg/LS3307对大豆减损具有生理保护作用。4.从生化指标看,R1期淹水胁迫,显着降低了大豆体内抗氧化酶活性、大豆叶片相关蛋白质丰度水平低下、三羧酸循环关键酶丰度水平较低、可溶性糖含量下降、激素水平失衡、糖类含量较低。S3307调控组两个品种大豆蔗糖、可溶性糖、果糖、淀粉含量均显着提升(p<0.05),抗氧化酶SOD和POD活性显着升高(p<0.05),MDA含量明显降低,可溶性蛋白和脯氨酸含量增加。叶面喷施50mg/LS3307有利于促进淹水胁迫下大豆三羧酸循环关键酶丰度增加,MDH、IDH、PDH丰度排序依次有W+S>CK>W;促进了GA3、IAA、ABA的应激响应。5.从显微结构看,淹水胁迫大豆根部细胞膜、各种细胞器完整性均不同程度受到破坏,细胞壁变薄,形成层细胞排列不规则,基粒紊乱,多数细胞核降解,线粒体撕裂破碎状增多,细胞器多以残体为主;S3307调控组大豆根部细胞膜完整性、各种细胞器完整性具有良好的保护效应,线粒体、质体,相对规则有序。淹水胁迫大豆叶部叶肉细胞、栅栏组织、细胞膜完整性均不同程度受到破坏,叶绿体类囊体肿胀破损,基粒紊乱,多数细胞核降解,一些线粒体嵴消失,叶绿体内、外膜消失,叶绿体撕裂破碎状增多,细胞内叶绿体、线粒体以残体为主;S3307调控组大豆叶部叶肉细胞、栅栏组织、细胞膜完整性、各种细胞器完整性具有良好的保护效应,叶绿体、线粒体、淀粉粒小而多,规则有序。6.从转录组分析看,垦丰14共有11974个基因受到激素和淹水胁迫影响,上调表达基因5454个,下调表达基因6519个。垦丰16共有9787个基因受到激素和淹水胁迫影响,上调表达基因5102个,下调表达基因4685个。喷施S3307之后,大豆有很多上调表达基因被富集在光合作用通路、脂代谢通路、抗氧化相关代谢途径;并发现丙酮酸激酶更多表达,减少了大豆厌氧代谢的乙醇积累,减轻自毒伤害;苯丙素类和黄酮类合成基因上调表达,抗坏血酸结合能力上调,增强细胞内细胞器修饰与功能运转能力;而在下调基因表达当中,碳代谢、氮代谢和脂质代谢都受到了严重影响,这与生产、生理、生化数据是吻合的。由qPCR分析,大豆不同处理组丙酮酸激酶基因的表达量:淹水+S3307组>正常水分CK>淹水胁迫,S3307对于减少丙酮酸生成乙醇路径具有调控作用;DNA损伤修复途径主要由核苷酸切除修复模式来主导完成;在FC≥2且FDR<0.01范围内高差异性目标表达基因中筛选功能描述与光合作用密切相关基因4个Glyma.15G221300/Glyma.02G104600[垦丰14],Glyma.02G156800/Glyma.01G198100[垦丰16],推测上述4个DEGs是造成提高净光合速率显着差异表达,产生抗逆性的原因所在。综上所述,施用S3307加强了对淹水大豆的定向调控水平,调节大豆良好生长发育,改善大豆生产性能,为大豆抗逆效应稳定表达起到了针对性作用,有效对冲淹水胁迫的危害性,最终实现大豆短期淹水胁迫下的抗逆机制的响应,施用S3307抗逆栽培前景广阔。

曹亮[5](2020)在《外源褪黑素对干旱胁迫下鼓粒期大豆碳氮代谢及产量品质的调控效应》文中进行了进一步梳理在全球气候变化的大背景下,干旱胁迫发生的频率和强度将逐年增加。鼓粒期是大豆产量和品质形成的关键时期,也是碳氮代谢最复杂的阶段,干旱胁迫必然限制鼓粒期大豆碳氮同化、分配和转移,影响大豆产量和品质的形成。褪黑素作为植物激素和生长刺激物质能够直接或间接清除活性氧,调控其它激素水平,进而参与作物应对逆境胁迫的一系列代谢过程,提高作物抗逆能力,增加产量。然而,目前缺少从碳氮代谢角度深入解析褪黑素促进干旱胁迫下大豆生长和产量提高的机制。因此,本研究于2018年2019年在国家杂粮工程技术研究中心盆栽场进行,选用干旱敏感型大豆品种绥农26为供试品种,采用盆栽控水的方式设置干旱胁迫处理,研究了外源褪黑素对干旱胁迫下鼓粒期大豆碳氮代谢及产量品质的调控效应,并利用转录组学和代谢组学对比分析可能的调控机制。主要结果和结论如下:1、干旱胁迫导致叶片含水量大幅度下降,活性氧含量提高,细胞膜完整性降低。外源褪黑素可显着提高干旱胁迫下大豆叶片渗透调节物质可溶性糖和可溶性蛋白含量,提高抗氧化酶(SOD、POD、CAT)和谷胱甘肽循环系统关键酶(APX、GPX、GR、DHAR)活性,降低活性氧含量(H2O2和O2-),减少MDA的产生、显着降低电解质渗透率,同时促进生长类激素(IAA、GA、ZR)含量、降低ABA含量,进而有利于提高叶片含水量、维持细胞膜完整、促进大豆生长发育。正常供水条件下,外源褪黑素可在一定程度上降低活性氧含量,提高上述促进生长类激素含量、降低ABA含量。2、干旱胁迫导致叶片光合能力降低,碳水化合物转运受阻。外源褪黑素可显着提高干旱胁迫下大豆光合色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)含量、叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/F、ΦPSⅡ、ETR),改善光合气体交换参数(Tr、Gs、Ci),提高光合速率,并提高碳代谢关键酶(AI、NI、SPS、SS)活性,提高碳水化合物(淀粉、蔗糖、葡萄糖、果糖)含量,有利于碳素同化和转运水平的提高。正常供水条件下,外源褪黑素对大豆叶片碳代谢相关生理指标无显着影响。3、干旱胁迫导致氮代谢关键酶活性降低,无机氮含量增加,氨基酸含量下降,氮素积累和转运受阻。干旱胁迫下外源褪黑素可显着提高氮代谢关键酶活性(NR、GS、GOGAT、GDH)、降低无机氮(NH4+-N、NO3--N)含量、增加酰脲含量,提高氨基酸含量,促进全株氮素积累量提高,有利于氮素同化和转运。4、干旱胁迫导致单株荚数和单株粒数减少、百粒重降低,产量降幅达27.70%。干旱胁迫下外源褪黑素可在一定程度上提高单株粒数,并显着提高百粒重,较干旱胁迫处理增产幅度达10.86%。正常供水条件下,外源褪黑素可促进大豆产量略有提高,提高幅度为1.94%。5、干旱胁迫导致大豆蛋白质、可溶性糖和膳食纤维含量上升,脂肪含量、大豆异黄酮总量、脂肪酸总量、Cu、Fe、Mn和Zn元素含量显着降低。干旱胁迫下外源褪黑素可促进大豆蛋白质、可溶性糖和膳食纤维含量上升,有效缓解脂肪,异黄酮,脂肪酸以及矿物质元素含量的降低,从而提高大豆品质。正常供水条件下,外源褪黑素也可促进上述指标的提高。6、转录组分析表明,与干旱胁迫处理相比,正常供水和干旱胁迫下喷施外源褪黑素处理的大豆叶片共同上调和下调的基因分别有37个和493个。上调的基因中存在着直接和间接参与碳氮代谢的功能基因,包括正向调控的参与半胱氨酸合成、光合作用、碳水化合物代谢和葡萄糖代谢等途径关键基因。代谢组分析发现,与干旱胁迫处理相比,正常供水和干旱胁迫下喷施外源褪黑素处理的大豆叶片共同上调和下调的代谢物分别有17个和43个,上调的代谢物中绝大部分(14/17)属于氨基酸、脂质、有机酸和碳水化合物,进一步揭示了外源褪黑素能够提高大豆碳氮代谢与抗旱的能力。结合转录组和代谢组分析,褪黑素通过调节“氨基酸代谢”和“淀粉蔗糖代谢”途径,促进干旱胁迫下β-葡萄糖苷酶基因表达增加,提高了L-天冬酰胺和6-磷酸葡萄糖代谢物的含量,最终提高了大豆的抗旱性。

钟宣伯[6](2020)在《HD-Zip转录因子GmHdz4对大豆耐旱性影响的研究》文中研究说明大豆(Glycine max(L.)Merr.)是全世界人口植物蛋白质和油脂的主要来源,也是饲料蛋白来源之一,具有重要的经济价值并与国家粮食安全问题密切相关。气候的变化导致全球范围淡水资源逐渐匮乏,土地的干旱缺水已成为目前限制大豆产量最主要的因素。本研究运用反向遗传学手段,以野生大豆HD-Zip I转录因子Gshdz4核酸序列为参照,对栽培大豆基因组进行挖掘,获取到大豆中同源序列Glyma11g06940。在此基础上,对其核酸序列、蛋白质序列进行生物信息学分析,对其转录因子功能进行验证,对其在干旱胁迫响应中的作用机制进行探究,具体研究结果如下:1.蛋白质结构预测表明Glyma11g06940编码的蛋白序列与大豆HD-ZipⅠ亚族成员结构相似,具有同源异型域(HD)和亮氨酸拉链结构域(LZ),属于HDZipⅠ亚族转录因子,并命名为GmHdz4;基因结构分析和进化树分析,进一步明确其分类地位属于δ亚组与野生大豆Gshdz4有直系同源关系;2.启动子预测结果表明GmHdz4启动子区域具有干旱响应元件和ABA响应元件;PEG模拟干旱、ABA诱导表达结果显示GmHdz4具有组织特异性表达的特点,且根系中的相对表达量与干旱程度或ABA处理时长呈负相关;3.烟草亚细胞定位实验确定了GmHdz4编码的蛋白定位于细胞核中;酵母双杂交实验表明GmHdz4具有作为转录因子的激活活性但不具有结合活性,是一个非典型的转录因子;4.利用发根农杆菌K599构建了大豆发状根系统,转化重组质粒得到过表达株系GmHdz4-oe、基因编辑株系gmhdz4,以非转基因株系NT为对照;5.过表达GmHdz4导致大豆发状根伸长、侧根数量受到显着抑制,影响了大豆根系的正常发育以及干旱胁迫下根系的形态学响应,并且对地上部分也产生关联影响;而敲除GmHdz4对根系生长有促进作用;6.过表达GmHdz4导致发状根大豆对干旱更为敏感,在渗透调节上表现出具有更早、更多可溶性糖和脯氨酸积累;并且该基因的过表达加重了干旱造成的根系损伤;7.过表达GmHdz4导致大豆发状根抗氧化酶活性受到抑制,SOD、POD、CAT抗氧化酶对干旱响应不敏感,而敲除GmHdz4转录因子提高了SOD、CAT等酶在干旱胁迫下的活性,促进了活性氧的清除。综上研究结果推测,转录因子GmHdz4可能对大豆的耐旱机制起负调控作用。这为后续对大豆HD-Zip转录因子的分子功能和抗旱机理的研究提供了理论支持,对耐旱大豆新品种选育工作有一定意义。

王鹏[7](2019)在《大豆滞绿突变体及育成品种叶片衰老生理特征与相关基因表达模式研究》文中进行了进一步梳理滞绿突变是指植物在生育晚期叶绿素不降解或降解缓慢,叶片在植株成熟后不发生黄化现象而仍表现为明显的绿色。目前,已在许多作物中发现或通过人工诱变等方法获得了大量的滞绿突变体材料,各种滞绿突变体的成因及滞绿机理都存在一定的差异。关于滞绿突变体的研究,多数都集中在滞绿突变形成的机理及突变基因的结构和功能分析上。少数作物如小麦、水稻中,对滞绿突变体碳氮代谢、抗氧化生理、光合系统的稳定性等方面也做了一定的研究。但对于大豆滞绿突变体在叶片衰老过程中各方面生理生化特征及相关基因表达模式的研究还鲜有报道。本课题组以超高产大豆品种晋大74号为母本,自然滞绿突变体Z-绿仁双青豆为父本进行杂交,培育出晋大滞绿1号大豆新品种,该品种叶片表现出明显的滞绿特征,在产量和品质上比滞绿突变体亲本表现更好。本研究的内容涉及活性氧代谢、糖代谢及光合生理变化等多个方面,综合分析了大豆滞绿突变体及育成品种在开花后籽粒产量形成的关键时期,叶片衰老生理特性与相关基因表达的模式,并对PEG渗透胁迫下不同基因型大豆品种的萌发特性进行了详细的研究,主要结论如下:1、PEG渗透胁迫对不同大豆品种(系)种子的发芽率、发芽势、胚根长、下胚轴长等萌发性状均产生了明显的抑制,使得胚根重和种子贮藏物质转移率下降。相比于非滞绿亲本,滞绿型大豆在渗透胁迫时表现更好,相对发芽势、相对发芽率、相对培根长、胚根/下胚轴指数显着大于非滞绿品种。通过隶属函数值对不同大豆品种(系)进行芽期抗旱性综合评价,结果表明晋大滞绿1号(Z1)为强抗旱类型,而其杂交亲本晋大74号(JD74)则为中等抗旱品种。2、滞绿突变体及育成品种,增强了光系统反应中心蛋白和捕光色素结合蛋白在叶片衰老过程中的完整性和稳定性,减少了叶绿素分子与色素结合蛋白的解离,降低了光合机构受损的程度,提高了光能利用率和光合电子传递的效率,这种差异和变化在叶绿素荧光各项参数中都能明显体现出来。与非滞绿品种相比,滞绿品种的叶绿素降解受阻,成熟期叶片依旧能够保持绿色而没有发生明显的褪绿黄化;另一方面,滞绿品种保持了相对较高的光能捕获和传递的能力,使其能够在较长时期内维持相对较高水平的光合速率,特别是在鼓粒期等对于大豆产量形成至关重要的时期,较强的光合能力意味着可能会有较好的产量表现。3、在大豆产量形成的关键时期,滞绿型大豆品种抗氧化保护酶系统活性整体水平较高,能够降低H2O2、O2-等活性氧物质积累的程度和积累速率,减轻细胞的氧化损伤,从而延缓叶片的衰老。从分子水平来看,滞绿品种Mn-SOD、chloroplast Cu/Zn-SOD等SOD酶同工基因转录水平高于非滞绿品种JD74;各品种APX同工基因变化趋势基本相似,但滞绿品种Z1后期表达量较高;MDHAR和DHAR呈现明显的协同表达模式,非滞绿品种JD74 MDHAR2、DHAR4两个基因的表达在花后29到42天被明显限制,CAT1的表达也表现出相似的变化,这可能是JD74此期间H2O2含量迅速上升的主要原因。另外,暗处理胁迫下,JD74抗氧化酶活性降低,ROS产生与清除平衡被打破,可溶性蛋白大量和叶绿素大量降解,最终叶片完全变黄;而滞绿品种Z1,叶绿素和叶片颜色基本不受影响,能耐受更长时间的黑暗胁迫。4、大豆滞绿突变体糖代谢相关基因表达的特征,集中体现在大豆的鼓粒阶段(花后29-42天)。在此期间,滞绿品种蔗糖磷酸合成酶基因SPS4表达水平高于非滞绿品种JD74,表明其具有较高的蔗糖合成能力,SPS3基因表达量比较低,推测其对蔗糖的影响较小。参与蔗糖裂解的转化酶Inv和蔗糖合酶SS各同工基因中,CInv、CWInv1和SS2-1、SS2-2具有相似的表达模式,且滞绿品种表达量相对较高,蔗糖裂解能力强,同时己糖激酶和果糖激酶同工基因Hxk、Frk表达量较高,能够为糖酵解途径提供充足的己糖磷酸化底物,为植株生长提供充足的能量和中间代谢产物。而非滞绿品种JD74Hxk和Frk基因表达水平较低,容易造成己糖的积累而引起叶片的衰老。生殖生长阶段,特别是成熟期滞绿型大豆蔗糖转运体同工基因SUTs表达水平较高,有利于蔗糖向籽粒的迅速转移,因此叶片可溶性糖含量降低速度快,且低于非滞绿品种JD74。5、滞绿突变体stg为SGR1/SGR2双突变体,两个SGR同源基因均发生了突变。基因测序和蛋白预测的结果显示,SGR1为缺失突变,使得m RNA发生错误的可变剪切,缩短了第二个外显子的长度,导致翻译形成一个功能弱化或无功能的SGR1蛋白;SGR2基因则发生了大片段序列的插入突变,同样可能导致其编码蛋白的功能发生变化。SGR1、SGR2同时发生突变,也导致了滞绿突变体子叶和种皮同时发生了滞绿。综合以上结论,大豆滞绿突变体及育成品种叶片衰老的程度明显延缓。在鼓粒期等大豆产量形成的关键时期,滞绿突变对大豆的抗氧化酶保护系统、光合机构和光合能力、以及糖代谢生理均产生了积极的影响。经品种改良后培育的晋大滞绿1号在各方面表现均优于其亲本。研究结果对丰富大豆高产育种策略及种质资源创新提供了重要的理论依据和实践意义。

郭丹丹[8](2019)在《大豆耐盐性鉴定和SgP5CS基因遗传转化》文中进行了进一步梳理大豆是中度耐盐作物,对盐胁迫有一定的自我调节能力,但在高浓度盐害情况下无法正常的生长,最终造成作物的减产。因此利用传统育种方法和生物技术来筛选和培育耐盐大豆品种,提升大豆在盐渍土中的生产力能力,既可以提升当前我国的大豆产量,解决供需不足问题,又可以改良土壤,具有很好的社会和经济效应。本研究分别对栽培大豆和转基因大豆进行芽期、苗期和全生育期的耐盐性鉴定。其中采用室内水培法分别将98份大豆品种和57份鲜食大豆进行萌芽期和苗期的耐盐性鉴定,并通过隶属函数法对20个转基因大豆材料进行田间耐盐性评价,为今后培育耐盐大豆品种提供依据。1.98份大豆材料芽期耐盐性评价:对98份大豆材料进行盐胁迫,通过测定种子发芽率、发芽势、芽长和侧根数进行耐盐性筛选,结果发现在120mM氯化钠的处理下,大豆种子的发芽情况存在明显差异。其中茶豆、浙鲜9号、26008-1、SP349和浙764-38表现出较高的耐盐性;而矮脚白毛、浙鲜21等58个品种表现出中度耐盐性;SP327、03276等35个大豆品种未表现出耐盐性。2.57份鲜食大豆材料苗期耐盐性评价:对苗期的大豆间隔一周分别进行100mM氯化钠和150mM氯化钠胁迫,根据植株的盐害指数进行耐盐性等级评定。结果发现有8个品种表现出高耐盐性,9个品种表现出耐盐性,12个品种表现出中度耐盐性,10个品种表现对盐胁迫敏感,18个品种对盐胁迫高度敏感。盐胁迫下表现出高度敏感的品种较多,其次为中度耐盐型,高度耐盐品种最少。其中502、早绿、3D099、辽31-7和U3112耐盐性强,在盐胁迫下受影响小,而H069、SMV006和VP10的盐害指数较高,受到盐害后植株干枯接近死亡,无法生长。3.20个转基因大豆新材料田间耐盐性鉴定:本试验还采用隶属函数法分别对20个转基因大豆进行田间耐盐性鉴定,结果在200mM氯化钠胁迫下初步鉴定出J001、J357、J358、J378耐盐品种4个和J002、J067、J070、J379、J354中度耐盐品种5个。4.SgP5CS基因的遗传转化:P5CS基因过表达使植物体内脯氨酸含量上升,增强植物的应急防御能力和提升植物的耐受性。本实验对从碱蓬中克隆出P5CS基因(SgP5CS),构建植物表达载体SgP5CS-pCAMBIA1301-gfp,采用农杆菌介导的花序浸润遗传转化方法,将碱蓬中SgP5CS转入到拟南芥中,通过T1代目的基因的PCR检测,初步表明SgP5CS已整合到拟南芥基因组中。

王利彬[9](2018)在《大豆苗期干旱和高温胁迫应答机制研究及关键转录因子的筛选》文中指出大豆(Glycine max(L.)Merr.)是最重要的豆类作物之一,世界上产量最高的油料作物。干旱和高温严重影响大豆的产量和品质,是大豆生产中主要的非生物胁迫因素,为了明确大豆响应干旱(D)、高温(H)以及双重胁迫(DH)的机制,本研究对88份栽培大豆供试材料分别进行芽期和苗期耐旱性评价,从中筛选耐旱型品种黑农44为后续研究材料。采用盆栽方式在大豆苗期(V3)同步进行D、H和DH胁迫0、1、3、6、8、12、24、28、32、48h处理,综合各胁迫下叶片生理指标变化趋势及植株表型分析,选择0、8和24h进行转录表达谱和蛋白质组分析,以0h作为对照。利用BGISEQ-500平台进行RNA-seq测序分析,从转录水平上探讨了大豆叶片组织对干旱、高温以及旱热共胁迫的应答机制,并利用蛋白质组学IBT技术分析了干旱胁迫对大豆叶片组织蛋白质组的影响,进一步从转录水平和蛋白水平上综合解析大豆如何应答干旱胁迫。主要结果如下:1.对大豆芽期和苗期耐旱性综合评价,芽期共筛选出耐旱型品种6份,较耐旱型品种12份,中间型品种24份,干旱较敏感型品种38份,干旱敏感型品种8份;苗期筛选出耐旱型品种9份,较耐旱型品种23份,中间型品种28份,干旱较敏感型品种14份,干旱敏感型品种14份。2.对干旱、高温和旱热共胁迫下生理指标检测,发现三种胁迫均导致SOD活性升高,脯氨酸、丙二醛、可溶性糖含量增多,其中旱热共胁迫8h后增幅大于干旱胁迫,但小于高温胁迫。3.在干旱、高温和旱热共胁迫处理下共构建了21个数字表达谱文库,干旱胁迫8h和24h分别鉴定到18和93个上调以及36和85个下调主要与胁迫响应、防御反应和转录调控等功能相关的关键干旱响应基因,高温胁迫8h和24h分别鉴定到120和132个上调以及53和23个下调主要与胁迫响应、蛋白质结合、跨膜运输等功能相关的关键高温响应基因。4.旱热共胁迫响应中有55.82%-61.90%的差异表达基因与单一干旱和高温胁迫表现为相同的响应,但仍有1021(44.18%)和544(38.10%)个基因为其特异上调和下调表达,其响应基因和代谢途径与高温胁迫更相似,与干旱胁迫有较大不同,其中代谢过程在三种胁迫8h和24h共同下调基因中显着富集,前体代谢物和能量代谢在三种胁迫8h共同下调基因中显着富集,氧化还原途径在三种胁迫24h共同下调基因中显着富集;同时也有更多生物学功能表现出特异性在旱热共胁迫差异表达基因所富集,例如细胞氧化还原稳态和细胞稳态在胁迫8h上调基因显着富集,细胞呼吸、胞外多糖和代谢过程在胁迫24h上调基因显着富集,同时防御反应和类固醇生物合成过程分别在胁迫8h和24h下调基因显着富集。5.干旱、高温和旱热共胁迫共鉴定到147个胁迫响应转录因子,主要分布在34个转录因子家族中,聚类分析可分为9种表达模式,包括干旱、高温和旱热共胁迫共同响应、特异响应以及在不同时间的响应,其中AP2-EREBP、bHLH、MYB、HSF、C2C2-Dof、G2-like、NAC、WRKY、bZIP、TCP、zf-HD共11个转录因子家族占全部转录因子的3/4,且AP2-EREBP、bHLH、MYB最为广泛参与大豆旱热胁迫响应。6.干旱胁迫下鉴定到4个与脯氨酸相关的差异表达基因,在胁迫8h和24h均上调表达;鉴定到3个与SOD相关的差异表达基因,其中1个注释到SOD Cu-Zn家族,在胁迫8h下调表达,而在胁迫24h上调表达,有2个注释到SOD Fe-Mn家族,在胁迫8h和24h均下调表达,这些基因的表达模式与干旱胁迫下SOD活性和脯氨酸含量变化趋势相吻合;鉴定到与过氧化物酶、谷胱甘肽过氧化物酶和过氧化氢酶相关的差异表达基因分别有12、4和1个。7.在干旱胁迫下共得到参与脱落酸、赤霉素、生长素、细胞分裂素、茉莉酸、水杨酸、油菜素内酯激素和乙烯信号转导途径的差异表达基因65个,包含重要的抗旱基因有DELLA、AUX/IAA、PP2C和MYC2等;对干旱胁迫下植物激素信号转导差异表达基因和转录因子CNC共表达分析,发现连通数大于10的核心基因有26个,其中MYB173转录因子为最核心转录因子,在植物激素信号转导途径的调控中起重要作用。8.对干旱胁迫下叶片组织进行蛋白质测序,共得到5183个蛋白质,其中干旱胁迫8h和24h分别得到75个和320个上调差异蛋白,70个和84个下调差异蛋白,GO分析发现差异表达基因主要参与了催化活性、结合等分子功能和代谢过程、细胞过程等生物过程;并得到叶绿素a-b结合蛋白、二磷酸核酮糖羧化酶等12个与光合作用相关的差异表达蛋白,烯醇化酶、果糖二磷酸醛缩酶等14个与碳代谢相关的差异表达蛋白,铁氧还蛋白、碳酸酐酶等22个与能量代谢相关的差异表达蛋白。9.对鉴定到的差异表达蛋白进行分类和功能分析,在干旱胁迫8h和24h处理中共有13条代谢通路显着性富集,其中干旱胁迫8h中有8条,光合作用-天线蛋白、亚油酸代谢上调表达,苯丙素生物合成、二苯乙烯类和姜酚生物合成、嘧啶代谢、类黄酮生物合成、肌醇磷酸代谢、苯丙氨酸代谢下调表达;干旱胁迫24h中有5条,核糖体、核糖体在真核生物中的生物合成、缬氨酸,亮氨酸和异亮氨酸降解上调表达,谷胱甘肽代谢、肌醇磷酸代谢下调表达。10.对干旱胁迫下转录组和蛋白质组关联分析,发现亚油酸9s-脂氧合酶和甘露聚糖内切-1,4-β甘露醇苷酶是胁迫8h和24h共响应的基因/蛋白质,关联的差异表达基因/蛋白质主要参与蛋白质结合、核酸结合等结合功能,氧化还原酶活性、水解酶活性等催化活性功能,蛋白质代谢过程、脂质代谢过程等代谢过程,以及对胁迫响应、对激素响应等响应功能。

张威[10](2018)在《大豆萌发期耐盐QTL的精细定位及GmCDF1基因的功能研究》文中研究说明大豆[Glycine max(L.)Merr.]是一种重要的粮食和油料作物,为人类和动物提供了丰富的蛋白和油分。然而盐害作为一种主要的非生物胁迫对大豆的生长发育造成不利影响,显着降低其产量和品质,了解大豆耐盐性机制并培育耐盐大豆新品种是应对盐害问题的有效手段之一。大豆耐盐性是一种复杂的数量性状,受多基因控制,并且容易受到环境的影响,因此传统的基于表型选择的育种方法在大豆耐盐性改良方面进展较为缓慢。得益于现代分子生物学技术的迅速发展,分子标记辅助选择(MAS,marker—assisted selection)加快了大豆耐盐育种进程,它可以从分子水平上快速准确地分析个体的遗传组成,从而实现对基因型的直接选择,进行分子育种。因此,一些育种家十分重视分子标记辅助选择在育种上的应用,利用分子标记,挖掘与目标性状相关的数量性状位点。研究表明,盐害会显着抑制大豆的生长发育,降低大豆产量,因此为挖掘大豆耐盐相关遗传位点,解析大豆的耐盐机制,提高大豆耐盐性,本研究利用重组自交系群体NJRIKY和自然群体对大豆萌发期耐盐性相关的4个性状分别进行连锁分析(linkage analysis)和全基因组关联分析(GWAS),并对鉴定到的候选基因进行功能验证。主要研究工作及结果如下:1.150 mM NaCl处理含有184个家系的重组自交系群体NJRIKY,研究大豆相对吸胀率(ST-IR)、相对发芽指数(ST-GI)、相对发芽势(ST-GP)和相对发芽率(ST-GR)的遗传变异。结果显示:4个性状在重组自交系中的变异较为广泛,呈现连续分布,且存在超亲现象;相关性分析发现ST-IR与ST-GI、ST-GP和ST-GR均呈现显着的负相关,而ST-GI、ST-GP和ST-GR三者间呈现显着正相关;利用WinQTLCart 2.5软件对4年数据及4年数据的平均值进行连锁分析一共定位到31个耐盐相关QTL,分别分布在1、2、7、8、10、15、17和18染色体上。其中定位在8号染色体上的qST-8-1,在4个环境中都能够被稳定检测到,标记区间为BE820148-AW132402,LOD最大为17.06,对应表型解释率6.25%~46.82%,表明该QTL是一个耐盐相关的主效QTL。除了 8号染色体,在7号和17号染色体上也分别检测到3个和4个耐盐相关QTL,且对应的表型解释率在9.08%~16.55%和6.08%~16.98%之间。2.对含有211份品种的自然群体进行萌发盐胁迫处理,计算相对吸胀率(ST-IR)、相对发芽指数(ST-GI)、相对发芽势(ST-GP)和相对发芽率(ST-GR),利用高密度SNP芯片NJAU 355 K SoySNP对上述4个耐盐指标在2012、2013和2015年3个环境中的表型数据进行全基因组关联分析。结果表明:盐害对种子吸胀阶段影响相对较小,对种子的萌动和发芽阶段的影响较大,自然群体中4个性状之间的相关性同重组自交系中的一致。全基因组关联分析结果表明92个SNP与4个耐盐相关性状显着相关,主要位于1、8、1 1、13、14、15、16、18和19染色体上,其中与ST-IR、ST-GI、ST-GP和ST-GR相关联的SNP位点分别有39、19、19和15个,并在8号染色体上形成SNP簇;比较连锁分析和全基因组关联分析结果,发现8号染色体上的SNP簇在两个群体中都被检测到,且该区间在SNP标记AX-93912074和AX-93634504之间,大小约为560 kb,该区间内有候选基因75个。3.为进一步确定候选基因,对重组自交系父母本科丰1号(耐盐)和南农1138-2(盐敏感)进行全基因组重测序,比对测序结果发现,在SNP标记AX-93912074和AX-93634504之间,差异SNP有273个,其中有42个SNP位于基因外显子上且导致氨基酸改变,对应21个基因有,而落在基因启动子区域(起始密码子前2.0 kb)的SNP有15个,对应的基因有11个,这32个基因中的3个为相同基因,候选基缩减为29个。150 mMNaCl盐胁迫处理父母本种子48 h,实时荧光定量发现这29个基因中,6个基因因表达量低而没法检测到,16个基因对于盐胁迫不响应,只有7个基因响应盐胁迫并且都上调表达。有意思的是,盐胁迫后,Glyma.08gORF1在南农1138-2中上调表达,而在科丰1号中变化不大,且Glyma.08gORF1在南农1138-2的表达量是科丰1号的近30倍,而其它6个基因在父母本中都能够响应盐胁迫,但表达量之间差异相对较小,因而Glyma.08gORF1极有可能是耐盐QTL qST-8-1的主效基因。大豆基因组信息表明,Glyma.08gORF1属于阳离子排出蛋白(Cation diffusion facilitator,CDF)家族,并命名为GmCDF1。盐胁迫处理48 h和96 h后发现,GmCDF1在盐敏感材料(南农1138-2、NJAUC071和NJAUC136)的相对表达量要高于耐盐品种的(科丰1号、NJAUC051和NJAUC204)。GmCDF1在大豆的根、茎、叶、花、荚和种子中均有表达,在花中表达最高,在种子和根中次之。为验证GmCDF1的功能,在农杆菌K599介导的大豆毛状根中分别过表达GmCDF1和RNA干扰GmCDF1。盐胁迫处理后发现,过表达GmCDF1的毛状根(GmCDF1-OE)的耐盐性要显着弱于其对照毛状根(Control 1)的,其毛状根鲜重和叶片相对叶绿素含量(SPAD)都显着小于Control 1的,而RNA干扰GmCDF1后,其耐盐性相比较对照毛状根(Control 2)得到显着提高,毛状根鲜重和叶片相对叶绿素含量(SPAD)都显着大于于Control 2的,这意味着,GmCDF1能够负调控大豆的耐盐性。进一步研究发现GmCDF1可以通过调控Na+-K+之间的离子稳态来实现负调控大豆耐盐性。与此同时,在大豆毛状根中,大豆已知耐盐相关基因GmSOS1和GmNHX1的表达量受到GmCDF1的影响,且GmCDF1表达水平与二者存在负相关关系。同时对31份具有代表性的耐盐或盐敏感品种的GmCDF1进行重测序,发现一共存在11个indel和15个多态性核苷酸位点(SNP),基于这些位点的候选基因关联分析表明,只有多态性位点S-671和S605与大豆耐盐指标ST-GR显着关联,表型解释率分别达到20.17%和32.50%。基于这26个多态性位点,将31份大豆品种分成10种单倍型(haplotype),两种主要单倍型Hap 1(n=12)和Hap 2(n=8)恰好在位点S-671和S605之间存在差异。分析发现,单倍型Hap 1的ST-GR要显着小于Hap 2的ST-GR,意味着Hap 1的盐敏感性要比Hap 2的强。同时,盐胁迫处理携有Hap 1和Hap 2单倍型的大豆种子48 h后发现,GmCDF1在单倍型Hap 1中的上调倍数要显着高于单倍型Hap 2的。而在31份品种中,GmCDF1的相对表达量与大豆的耐盐性指标ST-GR存在显着的负相关关系(r=-0.56,P<0.01)。这些结果进一步证明GmCDF1能够负调控大豆的耐盐性。

二、Effects of Osmoconditioning on Mitochondrial Respiration and Phosphorylation in Soybean Seeds(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、Effects of Osmoconditioning on Mitochondrial Respiration and Phosphorylation in Soybean Seeds(论文提纲范文)

(1)老化处理对老芒麦理化特性的影响及其转录组分析(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 前言
    1.1 老芒麦种质资源研究
        1.1.1 老芒麦种质资源分布和生物学特性
        1.1.2 老芒麦种质资源在生态建设和畜牧业中的重要性
    1.2 种子老化研究进展
        1.2.1 种子老化及研究意义
        1.2.2 种子老化机理及相关研究
    1.3 转录组测序及其应用
        1.3.1 转录组测序技术
        1.3.2 转录组测序在植物育种研究中的应用
    1.4 研究目的与意义
2 材料与方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 种质材料
        2.1.2 试验试剂
    2.2 试验方法
        2.2.1 种子老化处理
        2.2.2 老化材料活力指标测定
        2.2.3 老化材料生理生化指标测定
        2.2.4 转录组测序及分析
3 结果与分析
    3.1 老化处理对种子活力指标的影响
    3.2 老化处理对种子生理生化指标的影响
        3.2.1 老化处理对种子SOD和 POD活性的影响
        3.2.2 老化处理对种子可溶性蛋白和脯氨酸含量的影响
        3.2.3 老化处理对种子丙二醛含量和电导率的影响
    3.3 理化指标与活力指标相关性分析
    3.4 老化老芒麦种子转录组测序及分析
        3.4.1 总RNA纯度及完整性检测
        3.4.2 转录组测序结果与序列组装
        3.4.3 Unigene功能注释
        3.4.4 差异表达基因GO富集分析
        3.4.5 差异基因KEGG代谢通路分析
        3.4.6 差异基因RT-PCR验证
4 讨论
    4.1 老化处理对种子理化特性的影响
        4.1.1 种子活力
        4.1.2 抗氧化酶活性
        4.1.3 膜完整性
        4.1.4 贮藏物质
    4.2 转录组测序分析
        4.2.1 差异表达基因GO富集分析
        4.2.2 差异基因KEGG代谢通路分析
5 结论
致谢
参考文献
作者简介

(2)大豆干旱响应环状RNA鉴定及非生物胁迫调控途径分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 前言
    1.1 干旱对大豆的影响
        1.1.1 干旱对大豆正常生长的危害
        1.1.2 干旱对大豆光合作用的影响
        1.1.3 大豆的抗旱机制
    1.2 环状RNA简介
        1.2.1 环状RNA的发现
        1.2.2 环状RNA的分类与生物合成
    1.3 植物环状RNA的主要特征
    1.4 植物环状RNA的识别与鉴定
    1.5 植物环状RNA的功能
    1.6 植物环状RNA参与的生物学过程
        1.6.1 植物环状RNA与生长发育
        1.6.2 植物环状RNA与生物胁迫
        1.6.3 植物环状RNA与非生物胁迫
    1.7 本研究的目的与意义
    1.8 技术路线
2 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 菌种及载体
        2.1.3 主要试剂
        2.1.4 主要数据库及生信分析工具
    2.2 实验方法
        2.2.1 大豆干旱响应环状RNA测序样品的准备
        2.2.2 总RNA的提取与质控
        2.2.3 大豆环状RNA的建库及测序
        2.2.4 大豆环状RNA的鉴定
        2.2.5 差异表达环状RNA的筛选
        2.2.6 大豆环状RNA的反向剪接位点验证
        2.2.7 大豆环状RNA编码能力的生物信息学预测
        2.2.8 大豆环状RNA充当miRNA海绵的预测与分析
        2.2.9 环状RNA-miRNA-m RNA网络的实时荧光定量PCR鉴定
        2.2.10 gma-miR9725 参与非生物胁迫的功能分析
        2.2.11 5’RACE验证gma-miR9725 介导的靶基因精确切割位点试验
        2.2.12 GmAKT1的表达模式分析
        2.2.13 GmAKT1的亚细胞定位分析
        2.2.14 钾缺陷型酵母互补试验
        2.2.15 转GmAKT1基因植物的培育及鉴定
        2.2.16 转GmAKT1基因植株的胁迫处理
        2.2.17 转GmAKT1基因植株的相关指标测定
        2.2.18 统计分析
3 结果与分析
    3.1 大豆干旱胁迫相关环状RNA的分析
        3.1.1 干旱胁迫下大豆环状RNA测序和分析
        3.1.2 干旱胁迫下大豆差异表达circRNA分析
        3.1.3 大豆circRNA编码蛋白质潜力的分析
        3.1.4 大豆circRNA作为miRNA海绵的功能分析
        3.1.5 大豆circRNA反向剪接位点的验证
        3.1.6 环状RNA作为miRNA海绵的表达模式分析
        3.1.7 干旱胁迫下gma_circ_0000531与gma-miR9725 的表达分析
    3.2 gma-miR9725 参与大豆干旱胁迫响应分析
        3.2.1 gma-miR9725 的启动子元件分析
        3.2.2 过表达gma-miR9725 大豆发状根的转化与鉴定
        3.2.3 过表达gma-miR9725 发状根的干旱敏感表型
        3.2.4 过表达gma-miR9725 发状根的ABA处理表型
        3.2.5 过表达gma-miR9725 发状根体内胁迫相关的生理指标变化
        3.2.6 干旱处理下过表达gma-miR9725 发状根的基因表达分析
        3.2.7 gma-miR9725 靶基因的验证及序列分析
    3.3 大豆GmAKT1基因参与植物逆境胁迫响应的研究
        3.3.1 大豆GmAKT1基因在逆境胁迫下的表达模式分析
        3.3.2 GmAKT1蛋白的亚细胞定位
        3.3.3 酵母中GmAKT1的钾吸收功能验证
        3.3.4 转GmAKT1基因材料的获得与鉴定
        3.3.5 转GmAKT1基因大豆的干旱胁迫分析
        3.3.6 转GmAKT1基因植株的低钾胁迫分析
        3.3.7 转GmAKT1基因植株参与盐胁迫的功能分析
4 讨论
    4.1 大豆circRNA作为miRNA海绵参与抗旱响应
    4.2 gma-miR9725 参与植物非生物胁迫响应机制
    4.3 gma-miR9725 靶基因调控植物非生物胁迫机制
5 结论与展望
创新点
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文

(3)基于转录组分析揭示一氧化氮调控紫花苜蓿响应干旱胁迫的机理(论文提纲范文)

摘要
SUMMARY
缩略词表
第一章 文献综述与立题依据
    1 紫花苜蓿抗旱研究进展
        1.1 紫花苜蓿重要性及面临问题
        1.2 紫花苜蓿对干旱胁迫的响应
        1.2.1 紫花苜蓿应答干旱胁迫的萌发特性
        1.2.2 紫花苜蓿应答干旱胁迫的形态特征
        1.2.3 紫花苜蓿应答干旱胁迫的光合特性及光合碳同化响应
        1.2.4 紫花苜蓿应答干旱胁迫的响应机制研究
    2 一氧化氮在植物中的研究
        2.1 植物体内NO的生物合成
        2.1.1 氧化途径
        2.1.2 还原途径
        2.2 NO对植物生长发育的调控
        2.2.1 种子萌发
        2.2.2 幼苗的生长发育
        2.3 NO调控植物抗旱性的研究进展
    3 转录组学技术在研究苜蓿抗逆机理中的应用
        3.1 转录组学的概述
        3.2 转录组测序技术在苜蓿抗逆研究中的应用进展
    4 本研究的目的与意义
    5 研究内容与技术路线
        5.1 研究内容
        5.2 技术路线
第二章 外源NO对不同品种紫花苜蓿萌发期抗旱性影响的比较分析
    前言
    1 材料与方法
        1.1 试验材料与处理
        1.2 测定指标与方法
        1.3 数据统计与分析
    2 结果与分析
        2.1 SNP溶液浸种对PEG胁迫下紫花苜蓿种子MDA含量的影响
        2.2 SNP浸种对PEG胁迫下紫花苜蓿种子渗透调节物质含量的影响
        2.3 SNP浸种对PEG胁迫下紫花苜蓿种子抗氧化酶活性的影响
        2.3.1 SOD活性
        2.3.2 POD活性
        2.3.3 CAT活性
        2.3.4 APX活性
        2.4 不同处理及不同PEG胁迫时间对3品种紫花苜蓿抗性的影响
        2.5 SNP浸种对PEG胁迫下不同品种紫花苜蓿调控效应综合评价
    3 讨论
    4 小结
第三章 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿萌发生长及抗氧化能力的影响
    前言
    1 材料与方法
        1.1 试验材料
        1.2 实验设计及处理
        1.2.1 萌发期试验
        1.2.2 幼苗期试验
        1.3 测定指标及方法
        1.3.1 种子萌发指标的测定
        1.3.2 生长指标的测定
        1.3.3 生理指标的测定
    2 结果与分析
        2.1 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿种子萌发及芽苗生长的影响
        2.2 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗生长的影响
        2.3 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿活性氧积累及MDA含量的影响
        2.4 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿抗坏血酸-谷胱甘肽(ASA-GSH)循环的影响
    3 讨论
    4 小结
第四章 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿碳同化及碳代谢的影响
    前言
    1 试验材料与方法
        1.1 供试材料与实验设计
        1.2 测定指标与方法
        1.2.1 碳同化关键酶活性测定
        1.2.2 三羧酸循环关键酶活性的测定
        1.2.3 碳代谢产物含量测定
    2 结果与分析
        2.1 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿碳同化关键酶活性的的影响
        2.2 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿三羧酸循环关键酶活性的影响
        2.3 NO对干旱胁迫下紫花苜蓿柠檬酸和氨基酸含量的影响
    3 讨论
    4 小结
第五章 NO调控干旱胁迫下紫花苜蓿萌发期芽苗的转录组分析
    前言
    1 材料与方法
        1.1 供试材料与试验设计
        1.2 RNA的提取,CDNA文库构建及测序
        1.2.1 RNA的提取
        1.2.2 cDNA文库的构建
        1.2.3 Illumina测序
        1.3 转录本拼接
        1.4 Unigene的功能注释
        1.5 差异基因表达分析
        1.6 差异表达基因GO和 KEGG富集分析
        1.7 差异表达基因的实时荧光定量PCR分析
    2 结果与分析
        2.1 RNA样品质检
        2.2 萌发期紫花苜蓿芽苗转录组测序数据质量
        2.3 转录组拼接结果
        2.4 Unigene功能注释
        2.5 差异表达基因分析
        2.6 DEGS的 GO和 KEGG富集分析
        2.6.1 干旱胁迫诱导的紫花苜蓿萌发期种子中DEGs的 GO和 KEGG分析
        2.6.2 NO供体(SNP)诱导紫花苜蓿萌发期种子DEGs的 GO和 KEGG分析
        2.6.3 NO清除剂(cPTIO)诱导紫花苜蓿萌发期种子DEGs的 GO和 KEGG分析
        2.7 NO调控干旱胁迫下紫花苜蓿芽苗DEGS的主要代谢通路分析
        2.7.1 外源NO调控的苯丙烷类合成通路分析
        2.7.2 外源NO调控的淀粉与蔗糖代谢通路分析
        2.7.3 外源NO调控的氮代谢通路分析
        2.7.4 内源NO调控的有机酸代谢通路分析
        2.8 RNA-Seq结果的实时定量PCR验证分析
    3 讨论
        3.1 干旱胁迫对紫花苜蓿芽苗转录调控分析
        3.2 外源NO对干旱胁迫下紫花苜蓿芽苗转录调控分析
        3.3 内源NO对干旱胁迫下紫花苜蓿芽苗转录调控分析
    4 小结
第六章 NO调控干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗功能叶片的转录组分析
    前言
    1 材料与方法
        1.1 供试材料与试验设计
        1.2 RNA的提取,CDNA文库构建及测序
        1.2.1 RNA的提取
        1.2.2 cDNA文库的构建
        1.2.3 Illumina测序
        1.3 转录组拼接
        1.4 基因功能注释
        1.5 差异表达分析
        1.6 差异表达基因GO和 KEGG富集分析
        1.7 差异表达基因实时荧光定量PCR分析
    2 结果与分析
        2.1 RNA样品质检
        2.2 幼苗期紫花苜蓿叶片转录组测序数据质量
        2.3 转录组拼接结果
        2.4 Unigene功能注释
        2.5 幼苗叶片差异表达分析
        2.6 DEGS的 GO和 KEGG富集分析
        2.6.1 干旱胁迫诱导的紫花苜蓿叶片中DEGs的 GO和 KEGG分析
        2.6.2 NO供体(SNP)诱导紫花苜蓿幼苗叶片DEGs的 GO和 KEGG分析
        2.6.3 NO清除剂(cPTIO)诱导紫花苜蓿幼苗叶片DEGs的 GO个 KEGG分析
        2.7 NO调控干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片DEGS的主要代谢通路分析
        2.7.1 次级代谢产物合成通路分析
        2.7.2 光合器官碳同化通路分析
        2.7.3 氧化磷酸化通路分析
        2.7.4 碳素代谢通路分析
        2.7.5 三羧酸循环通路分析
        2.8 RNA-Seq结果的实时定量PCR验证
    3 讨论
        3.1 干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片转录水平调控分析
        3.2 外源NO对干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片转录水平调控分析
        3.3 内源NO对干旱胁迫下紫花苜蓿幼苗叶片转录水平调控分析
    4 小结
第七章 全文结论与创新点
    1 全文结论
    2 创新点
参考文献
附录
致谢
作者简介
导师简介

(4)烯效唑缓解大豆淹水胁迫的效应与机制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 文献综述
    1.1 研究背景
    1.2 淹水胁迫对植物形态学的影响
        1.2.1 淹水胁迫对植物宏观形态特征的影响
        1.2.2 淹水胁迫对植物组织显微结构的影响
    1.3 淹水胁迫对植物生理生化相关指标的影响
        1.3.1 淹水胁迫对植物光合作用及相关指标的影响
        1.3.2 淹水胁迫对植物渗透调节物质的影响
        1.3.3 淹水胁迫对植物抗氧化酶的影响
        1.3.4 淹水胁迫对植物激素调节的影响
    1.4 淹水胁迫植物相关应答基因的研究概况
    1.5 植物逆境胁迫有关转录组学的研究进展
        1.5.1 转录组学简介
        1.5.2 转录组技术
        1.5.3 转录组测序分析在植物逆境伤害研究中的应用
    1.6 S3307 调控植物抗逆性研究进展
    1.7 研究的目的意义
2 材料与方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 供试大豆品种
        2.1.2 供试植物生长调节剂
    2.2 试验设计
    2.3 测定项目与方法
        2.3.1 大豆产量及其构成因素测定
        2.3.2 大豆株高茎粗及生物量测定
        2.3.3 大豆植株伤流量测定
        2.3.4 大豆相关光合参数测定
        2.3.5 大豆叶片光合电子传递速率的测定
        2.3.6 大豆生理生化指标的测定
        2.3.7 大豆品质指标的测定
        2.3.8 大豆根部及叶部组织细胞超显微结构的观察
        2.3.9 转录组样品制备
        2.3.10 转录组文库构建和测序
    2.4 数据处理及分析
        2.4.1 大豆常规生理生化及生产数据处理
        2.4.2 大豆转录组数据分析
3 结果与分析
    3.1 S3307 对淹水胁迫下大豆生物学特征性状及产量构成要素的影响
        3.1.1 不同处理组大豆株高与茎粗的响应
        3.1.2 不同处理组大豆瘪荚率与瘪粒率的响应
        3.1.3 不同处理组大豆产量的响应
        3.1.4 不同处理组大豆生物量的响应
        3.1.5 不同处理组大豆植株基部特征及宏观性状的响应
        3.1.6 不同处理组大豆根系特征的响应
        3.1.7 不同处理组大豆茎秆结构性物质含量的响应
        3.1.8 不同处理组大豆品质的响应
    3.2 S3307 对淹水胁迫下大豆光合、渗透调节物质及相关鉴定图谱的影响
        3.2.1 不同处理组大豆叶片光合性能的响应
        3.2.2 不同处理组大豆伤流量的响应
        3.2.3 不同处理组大豆可溶性蛋白与脯氨酸含量的响应
        3.2.4 不同处理组大豆叶片三羧酸循环相关蛋白质图谱分析
    3.3 S3307 对淹水胁迫下大豆抗氧化指标、内源激素、糖含量及关键酶鉴定图谱的影响
        3.3.1 不同处理组大豆SOD酶活性的响应
        3.3.2 不同处理组大豆POD酶活性的响应
        3.3.3 不同处理组大豆MDA含量的响应
        3.3.4 不同处理组大豆关键激素水平的响应
        3.3.5 不同处理组大豆三羧酸循环关键酶图谱分析
        3.3.6 不同处理组大豆糖类物质含量的响应
    3.4 S3307 对淹水胁迫下大豆根部与叶部超显微结构的影响
        3.4.1 不同处理组大豆叶部超微结构的影响
        3.4.1.1 正常水分条件下大豆叶部超显微结构特征
        3.4.1.2 单纯淹水胁迫下大豆叶部超显微结构的影响
        3.4.1.3 淹水胁迫下 S3307 对大豆叶部超显微结构的影响
        3.4.2 不同处理组大豆根部超微结构的影响
    3.5 S3307 对淹水胁迫下大豆转录组的影响
        3.5.1 转录组测序总RNA质量检测评价
        3.5.2 关于qRT-PCR的分析验证
        3.5.3 R1期S3307 处理后淹水胁迫下大豆不同处理组基因表达水平比对分析
        3.5.4 大豆差异表达基因Pathway功能的分析
        3.5.5 S3307 处理后淹水胁迫下大豆差异表达基因聚类分析
        3.5.6 大豆KEGG光合通路与氧化磷酸化通路分析
        3.5.7 丙酮酸代谢路径差异表达基因及q PCR分析
        3.5.8 核苷酸损伤修复模式
        3.5.9 S3307 处理后淹水胁迫下垦丰14 差异表达基因分析
        3.5.10 淹水胁迫下垦丰14 差异表达基因GO注释分析
        3.5.11 S3307 处理后淹水胁迫下垦丰14 差异表达基因GO注释分析
        3.5.12 S3307 处理后淹水胁迫下垦丰14 差异表达基因KEGG通路分析
        3.5.13 淹水胁迫下垦丰14 差异表达基因KEGG通路分析
        3.5.14 S3307 处理后淹水胁迫下垦丰16 差异表达基因分析
        3.5.15 淹水胁迫下垦丰16 差异表达基因GO注释分析
        3.5.16 S3307 处理后淹水胁迫下垦丰16 差异表达基因GO注释分析
        3.5.17 胁迫下垦丰16 差异表达基因KEGG通路分析
        3.5.18 S3307 处理后淹水胁迫下垦丰16 差异表达基因KEGG通路分析
        3.5.19 转录组分析小结
4 讨论
    4.1 淹水胁迫对大豆生长和光合参数的影响及S3307 的调控效应
    4.2 淹水胁迫对大豆抗氧化酶系统的影响及S3307 的调控效应
    4.3 淹水胁迫对大豆渗透调节物质的影响及S3307 的调控效应
    4.4 淹水胁迫对大豆产量、品质、激素的影响及S3307 的调控效应
    4.5 淹水胁迫对大豆超微结构的影响及S3307 的调控效应
    4.6 淹水胁迫下大豆转录组分析及S3307 的调控效应
5 结论
6 创新与展望
    6.1 创新点
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历

(5)外源褪黑素对干旱胁迫下鼓粒期大豆碳氮代谢及产量品质的调控效应(论文提纲范文)

摘要
英文摘要
缩略语表
1 文献综述
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 干旱胁迫对作物生长发育的影响
        1.2.2 干旱胁迫对作物活性氧代谢及抗氧化系统的影响
        1.2.3 干旱胁迫对作物细胞膜稳定性及渗透调节的影响
        1.2.4 干旱胁迫对作物碳代谢的影响
        1.2.5 干旱胁迫对作物氮代谢的影响
        1.2.6 干旱胁迫对作物产量和品质的影响
        1.2.7 褪黑素提高作物抗逆能力的生理机制
    1.3 主要研究内容
    1.4 技术路线图
    1.5 本研究的创新点
2 材料与方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设计
    2.3 取样时间及方法
    2.4 测定项目及方法
        2.4.1 抗旱生理指标的测定
        2.4.2 碳代谢关键生理指标的测定
        2.4.3 氮代谢关键生理指标的测定
        2.4.4 产量及其构成因素测定
        2.4.5 大豆品质关键指标的测定
        2.4.6 代谢组与转录组检测
        2.4.7 数据处理与分析
3 结果与分析
    3.1 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆抗旱能力的调控效应
        3.1.1 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆叶片相对含水量的影响
        3.1.2 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆叶片渗透调节物质含量的影响
        3.1.3 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆叶片抗氧化系统的影响
        3.1.4 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆叶片内源激素含量的影响
    3.2 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆碳代谢的调控效应
        3.2.1 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆叶片光合色素含量的影响
        3.2.2 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆叶绿素荧光动力学参数的影响
        3.2.3 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆光合参数的影响
        3.2.4 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆碳代谢关键酶活性的影响
        3.2.5 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆叶片碳水化合物含量的影响
    3.3 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆氮代谢的调控效应
        3.3.1 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆叶片氮代谢关键酶活性的影响
        3.3.2 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆主要含氮化合物含量的影响
        3.3.3 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆氮素积累的影响
        3.3.4 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆氨基酸含量的影响
    3.4 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆产量与品质的调控效应
        3.4.1 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆产量的影响
        3.4.2 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆品质的影响
    3.5 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆碳氮代谢的分子调控作用
        3.5.1 外源褪黑素诱导干旱胁迫下大豆叶片差异表达基因的初步分析
        3.5.2 外源褪黑素诱导干旱胁迫下大豆叶片差异基因的富集分析
        3.5.3 关键差异表达基因的定量验证分析
        3.5.4 外源褪黑素诱导干旱胁迫下大豆叶片差异代谢物和KEGG分析
        3.5.5 关键代谢通路的转录组和代谢组联合分析
4 讨论
    4.1 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆渗透调节、抗氧化系统、激素含量的调控效应
    4.2 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆碳代谢的调控效应
    4.3 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆氮代谢的调控效应
    4.4 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆产量与品质的调控效应
    4.5 外源褪黑素对干旱胁迫下大豆碳氮代谢的分子调控机制
5 结论
附录
参考文献
致谢
个人简历

(6)HD-Zip转录因子GmHdz4对大豆耐旱性影响的研究(论文提纲范文)

致谢
缩略词表
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 干旱对植物的影响及作物耐旱机制的研究进展
        1.1.1 干旱对植物的影响
        1.1.2 植物对干旱胁迫调节的研究进展
        1.1.3 响应干旱胁迫的相关分子机制
    1.2 植物HD-Zip转录因子
        1.2.1 HD-Zip转录因子的结构和分类
        1.2.2 HD-ZipⅠ亚家族响应干旱胁迫的研究进展
    1.3 大豆发状根系统的研究进展
    1.4 野生大豆遗传资源的利用
    1.5 本研究的主要内容与研究意义
第二章 GmHdz4的表达模式及生物信息学分析
    2.1 实验材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 主要试剂耗材与仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 GmHdz4生物信息学分析
        2.2.2 荧光定量PCR检测GmHdz4 相对表达量
        2.2.3 数据处理
    2.3 结果分析
        2.3.1 大豆GmHdz4序列的获取
        2.3.2 大豆HD-ZipⅠ蛋白相似性分析
        2.3.3 大豆HD-ZipⅠ基因结构分析
        2.3.4 GmHdz4系统进化树分析
        2.3.5 GmHdz4启动子分析
        2.3.6 GmHdz4组织表达模式分析
        2.3.7 干旱胁迫及ABA诱导大豆根系GmHdz4 表达模式分析
    2.4 讨论
第三章 GmHdz4转录因子功能鉴定
    3.1 实验材料
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 载体与菌株
        3.1.3 酶与引物
        3.1.4 主要试剂与仪器
    3.2 实验方法
        3.2.1 栽培大豆GmHdz4 CDS的克隆及验证
        3.2.2 大肠杆菌DH5α感受态制备
        3.2.3 重组载体的构建
        3.2.4 质粒提取
        3.2.5 亚细胞定位
        3.2.6 酵母双杂交
    3.3 结果分析
        3.3.1 重组载体验证结果
        3.3.2 GmHdz4烟草表皮亚细胞定位
        3.3.3 GmHdz4酵母双杂体系转录自激活活性鉴定
    3.4 讨论
第四章 大豆发状根系统的构建
    4.1 实验材料
        4.1.1 植物材料
        4.1.2 载体与菌株
        4.1.3 酶与引物
        4.1.4 主要试剂与仪器
    4.2 实验方法
        4.2.1 重组载体的构建
        4.2.2 发根农杆菌A.rhizogenes K599 诱导构建大豆发状根系统
        4.2.3 大豆发状根系统诱导率验证
    4.3 结果分析
        4.3.1 各重组载体验证结果
        4.3.2 发状根系统的获得及诱导阳性率分析
    4.4 讨论
第五章 干旱胁迫下大豆发状根系统GmHdz4的功能分析
    5.1 实验材料
        5.1.1 植物材料
        5.1.2 主要试剂与仪器
    5.2 实验方法
        5.2.1 聚乙二醇模拟多时间段干旱胁迫
        5.2.2 干旱胁迫下光合气体交换参数检测
        5.2.3 干旱胁迫下发状根根系结构及根冠比检测
        5.2.4 干旱胁迫下发状根渗透调节物质含量检测
        5.2.5 干旱胁迫下发状根根系损伤情况检测
        5.2.6 干旱胁迫下发状根活性氧(ROS)含量及抗氧化酶活性检测
        5.2.7 数据处理及统计分析
    5.3 结果分析
        5.3.1 干旱胁迫下GmHdz4对大豆光合气体交换的影响
        5.3.2 干旱胁迫下GmHdz4对大豆根系形态建成的影响
        5.3.3 干旱胁迫下GmHdz4对根系渗透调节物质的影响
        5.3.4 干旱胁迫下GmHdz4对根系损伤指标的影响
        5.3.5 干旱胁迫下GmHdz4对根系抗氧化酶系统的影响
    5.4 讨论
第六章 结论与展望
参考文献

(7)大豆滞绿突变体及育成品种叶片衰老生理特征与相关基因表达模式研究(论文提纲范文)

摘要
第一章 前言
    1.1 植物叶片的衰老
        1.1.1 叶片衰老的起始
        1.1.2 叶片衰老的功能衰退与物质降解
        1.1.3 叶片衰老的终末与细胞程序性死亡(PCD)
    1.2 叶片衰老的诱导和调控机制
        1.2.1 叶片衰老与基因表达调控
        1.2.2 叶片衰老与活性氧代谢(自由基损伤)
        1.2.3 叶片衰老与糖信号生理
        1.2.4 叶片衰老与激素平衡
    1.3 植物的滞绿突变
        1.3.1 滞绿突变的类型
        1.3.2 滞绿突变的研究进展
        1.3.3 滞绿突变体的应用价值
    1.4 本研究的目的和意义
    参考文献
第二章 大豆滞绿突变体及育成品种种子萌发特性研究
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 试验材料
        2.2.2 测定指标
        2.2.3 数据处理
    2.3 结果与分析
        2.3.1 PEG胁迫对大豆吸水速率的影响
        2.3.2 PEG胁迫对大豆发芽率和发芽势的影响
        2.3.3 PEG胁迫对大豆胚根和下胚轴生长的影响
        2.3.4 PEG胁迫对大豆幼苗贮藏物质转移的影响
        2.3.5 萌发期抗旱性综合评价
    2.4 讨论
    2.5 小结
    参考文献
第三章 滞绿大豆叶片光合生理变化规律及相关基因表达模式研究
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 试验材料
        3.2.2 供试材料种植
        3.2.3 叶绿素含量测定
        3.2.4 光合速率和叶绿素荧光参数测定
        3.2.5 RNA提取和逆转录
        3.2.6 实时荧光定量
    3.3 结果与分析
        3.3.1 叶绿素含量在花后叶片自然衰老过程中的变化
        3.3.2 光合指标在花后叶片自然衰老过程中的动态变化
        3.3.3 叶绿素荧光参数在花后叶片自然衰老过程中的动态变化
        3.3.4 光合系统相关家族基因在花后叶片自然衰老过程中的差异表达
    3.4 讨论
        3.4.1 叶片衰老过程中叶绿素含量与光合效率的关系
        3.4.2 叶片衰老与叶绿素荧光参数的关系
        3.4.3 叶片衰老与类囊体膜系统色素蛋白稳定性的关系
    3.5 小结
    参考文献
第四章 暗处理及自然衰老条件下滞绿大豆叶片活性氧代谢机制研究
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 试验材料
        4.2.2 试验方法
        4.2.3 抗氧化酶活性测定
        4.2.4 过氧化氢、超氧阴离子、丙二醛含量测定
        4.2.5 可溶性蛋白含量测定
        4.2.6 RNA提取、逆转录、实时荧光定量
    4.3 结果与分析
        4.3.1 滞绿突变对大豆叶片衰老的影响
        4.3.2 滞绿突变对花后叶片衰老过程中抗氧化酶活性的影响
        4.3.3 苗期黑暗处理对不同大豆品种衰老的影响
        4.3.4 大豆花后叶片衰老过程中抗氧化保护酶相关基因表达的变化
    4.4 讨论
        4.4.1 滞绿突变对大豆衰老过程中ROS积累与抗氧化酶系统的影响
        4.4.2 滞绿突变对大豆衰老过程中抗氧化保护酶基因表达的影响
        4.4.3 滞绿突变对于黑暗诱导大豆衰老的影响
    4.5 小结
    参考文献
第五章 滞绿大豆叶片糖代谢与相关基因表达模式研究
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 试验材料
        5.2.2 可溶性糖含量测定
        5.2.3 RNA提取、逆转录、实时荧光定量
    5.3 结果与分析
        5.3.1 可溶性糖含量在叶片衰老过程中的动态变化
        5.3.2 蔗糖裂解相关基因在叶片衰老过程中的表达变化
        5.3.3 蔗糖合成基因SPS在叶片衰老中过程中的表达变化
        5.3.4 蔗糖转运蛋白基因SUT在叶片衰老过程中的表达变化
        5.3.5 己糖激酶同工基因Hxks、Frks在叶片衰老过程中的表达变化
    5.4 讨论
    5.5 小结
    参考文献
第六章 SGR基因序列特征及表达模式分析
    6.1 引言
    6.2 材料与方法
        6.2.1 供试材料
        6.2.2 DNA的提取
        6.2.3 目标基因的扩增和测序
        6.2.4 RNA提取、逆转录及荧光定量分析
    6.3 结果与分析
        6.3.1 目标基因的PCR扩增
        6.3.2 SGR1 基因序列变异分析
        6.3.3 花后叶片SGR1、SGR2 基因表达模式的研究
    6.4 讨论
    6.5 小结
    参考文献
Abstract
致谢

(8)大豆耐盐性鉴定和SgP5CS基因遗传转化(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
缩略语(Abbreviation)
1 文献综述
    1.1 盐胁迫对植物的影响
        1.1.1 盐胁迫对萌发影响
        1.1.2 盐胁迫对光合作用的影响
        1.1.3 盐胁迫对籽粒发育与产量的影响
        1.1.4 生物固氮
    1.2 植物耐盐机理
        1.2.1 渗透调节
        1.2.2 离子平衡
        1.2.3 抗氧化防御系统
    1.3 大豆耐盐性鉴定方法
2 栽培大豆芽期耐盐性筛选
    2.1 材料与方法
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验方法
    2.2 结果与分析
        2.2.1 盐胁迫对98 份大豆种子发芽率的影响
        2.2.2 盐胁迫对不同大豆胚根生长的影响
        2.2.3 不同大豆芽期耐盐性综合评价
    2.3 讨论
3 鲜食大豆苗期耐盐性筛选
    3.1 材料与方法
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 实验方法
    3.2 结果与分析
    3.3 讨论
4 转基因大豆的田间耐盐性鉴定
    4.1 材料与方法
        4.1.1 实验材料
        4.1.2 实验方法
    4.2 结果与分析
        4.2.1 盐胁迫对转基因大豆产量相关性状的影响
        4.2.2 转基因大豆的耐盐性评价
    4.3 讨论
5 SgP5CS基因表达载体的构建与转化
    5.1 材料与方法
        5.1.1 材料
        5.1.1.1 植物材料与菌株
        5.1.1.2 试剂及其配制
        5.1.1.3 培养基配方
        5.1.2 实验方法
        5.1.2.1 SgP5CS基因的克隆
        5.1.2.2 SgP5CS-pCAMBIA1301-gfp表达载体构建以及农杆菌的转化
        5.1.2.3 花序浸润法转化拟南芥
        5.1.2.4 转基因拟南芥植株检测
    5.2 结果与分析
        5.2.1 SgP5CS基因全长的克隆与测序验证
        5.2.2 SgP5CS基因植物表达载体的构建与验证
        5.2.3 T_1 代拟南芥的分子检测
    5.3 讨论
总结
参考文献
附录
攻读学位期间发表的研究成果
致谢

(9)大豆苗期干旱和高温胁迫应答机制研究及关键转录因子的筛选(论文提纲范文)

摘要
英文摘要
1 引言
    1.1 研究目的与意义
    1.2 全球干旱、高温现状
    1.3 植物抗旱耐热的生理学研究
        1.3.1 旱热胁迫对植物光合作用的影响
        1.3.2 旱热胁迫对植物呼吸作用的影响
        1.3.3 旱热胁迫对植物生理特性的影响
    1.4 植物抗旱耐热的基因组学研究
        1.4.1 旱热胁迫信号感知及传递途径
        1.4.2 植物转录因子对旱热胁迫响应的调控
        1.4.3 植物转录水平对旱热胁迫的响应
    1.5 植物抗旱耐热的蛋白质组学研究
        1.5.1 蛋白质组学简述
        1.5.2 植物蛋白质组学对旱热胁迫的响应
        1.5.3 蛋白质组学与转录组学关联分析的意义
技术路线图
2 材料与方法
    2.1 大豆抗旱性鉴定试验
        2.1.1 供试材料
        2.1.2 试验方法
        2.1.3 测定指标及方法
        2.1.4 抗旱性评价方法
    2.2 干旱、高温及旱热共胁迫下大豆叶片生理指标检测试验
        2.2.1 供试材料
        2.2.2 试验方法
        2.2.3 测定项目及方法
    2.3 干旱、高温及旱热共胁迫下大豆叶片差异表达基因分析试验
        2.3.1 试验材料与处理
        2.3.2 总RNA的提取
        2.3.3 cDNA文库的构建及测序
        2.3.4 将序列比对到大豆参考基因组
        2.3.5 差异表达基因定量与筛选
        2.3.6 差异表达基因功能分析
        2.3.7 差异表达基因的转录因子分析
        2.3.8 实时荧光定量PCR试验
    2.4 干旱胁迫下大豆叶片差异蛋白分析试验
        2.4.1 试验材料与处理
        2.4.2 蛋白提取
        2.4.3 蛋白质浓度测定
        2.4.4 SDS-PAGE电泳
        2.4.5 蛋白质酶解
        2.4.6 肽段标记及分离
        2.4.7 LC-MS/MS
        2.4.8 蛋白数据库搜索鉴定
        2.4.9 蛋白质IBT定量
        2.4.10 数据分析
3 结果与分析
    3.1 大豆芽期抗旱性评价
        3.1.1 不同浓度PEG处理对大豆芽期的影响
        3.1.2 芽期抗旱性综合评价分析
    3.2 大豆苗期抗旱性评价
        3.2.1 干旱胁迫后幼苗存活率
        3.2.2 苗期抗旱性综合评价分析
        3.2.3 苗期抗旱各指标间的相关性
    3.3 干旱、高温及旱热共胁迫对大豆叶片生理特性的影响
        3.3.1 干旱、高温及旱热共胁迫对叶片超氧化物歧化酶活性的影响
        3.3.2 干旱、高温及旱热共胁迫对叶片脯氨酸含量的影响
        3.3.3 干旱、高温及旱热共胁迫对叶片丙二醛含量的影响
        3.3.4 干旱、高温及旱热共胁迫对叶片可溶性糖含量的影响
        3.3.5 基因表达分析试验胁迫处理最佳时间的选择
    3.4 大豆叶片干旱、高温及旱热共胁迫转录表达谱分析
        3.4.1 RNA-seq数据质量统计
        3.4.2 干旱、高温及旱热共胁迫差异表达基因分析
        3.4.3 关键高温响应基因分析
        3.4.4 关键干旱响应基因分析
        3.4.5 旱热共胁迫响应基因分析
        3.4.6 干旱、高温及旱热共胁迫响应的转录因子分析
        3.4.7 实时荧光定量PCR验证
        3.4.8 干旱胁迫下生理指标相关差异表达基因分析
        3.4.9 干旱胁迫下植物激素信号转导相关差异表达基因分析
        3.4.10 干旱胁迫下转录因子与植物激素信号转导途径相关差异表达基因CNC共表达分析
    3.5 大豆叶片干旱胁迫蛋白质组学分析
        3.5.1 蛋白鉴定基本信息
        3.5.2 差异蛋白统计
        3.5.3 GO分析
        3.5.4 COG分析
        3.5.5 KEGG分析
        3.5.6 参与干旱胁迫响应调控差异表达蛋白分析
        3.5.7 转录组和蛋白质组关联分析
4 讨论
    4.1 干旱胁迫对大豆抗旱性的影响
    4.2 干旱、高温及旱热共胁迫下叶片差异表达基因的特性
        4.2.1 干旱、高温及旱热共胁迫下叶片差异表达基因的响应
        4.2.2 干旱、高温及旱热共胁迫下差异表达转录因子的响应
    4.3 大豆叶片响应干旱胁迫重要差异表达基因的特性
        4.3.1 大豆叶片响应干旱胁迫生理特性与差异表达基因的关联分析
        4.3.2 大豆叶片响应干旱胁迫植物激素信号转导途径的特性
        4.3.3 大豆叶片响应干旱胁迫转录因子与植物激素信号转导的共表达分析
    4.4 干旱胁迫下大豆叶片差异表达蛋白质的特性
    4.5 干旱胁迫下大豆叶片转录组和蛋白组关联分析
5 结论
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文

(10)大豆萌发期耐盐QTL的精细定位及GmCDF1基因的功能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
缩略词表
第一章 文献综述
    1 盐胁迫对大豆的影响
        1.1 盐胁迫对大豆萌发期的影响
        1.2 盐胁迫对大豆苗期阶段的影响
        1.3 盐胁迫对大豆生殖生长阶段及根瘤的影响
    2 大豆耐盐机制
        2.1 离子稳态
        2.2 渗透调节
        2.3 活性氧清除
        2.4 盐腺状结构和腺毛
        2.5 大豆-根瘤菌共生与大豆耐盐性
    3 大豆耐盐相关性状的QTL定位
        3.1 大豆耐盐性状的QTL作图
        3.2 大豆耐盐性状的全基因组关联分析
    4 大豆耐盐相关基因
        4.1 离子转运蛋白基因
        4.2 转录因子编码基因
        4.3 其它基因
本研究的目的意义及内容
第二章 大豆萌发期耐盐相关性状的连锁分析
    1 材料与方法
        1.1 试验材料
        1.2 田间试验设计
        1.3 耐盐性状调查
        1.4 遗传图谱
        1.5 表型分析
        1.6 连锁分析
        1.7 候选基因初鉴定
    2 结果与分析
        2.1 耐盐相关性状表型数据分析
        2.2 萌发期耐盐性状相关性分析
        2.3 萌发期耐盐性状的连锁分析
        2.4 大豆耐盐候选基因
    3 讨论
        3.1 盐害对大豆萌发期的影响
        3.2 耐盐QTL定位结果比较
        3.3 qST-8-1中候选基因初步筛选
第三章 大豆萌发期耐盐相关性状的全基因组关联分析
    1 材料与方法
        1.1 试验材料
        1.2 试验设计
        1.3 耐盐性状调查
        1.4 SNP分型和关联分析
        1.5 表型分析
    2 结果与分析
        2.1 耐盐相关性状的表型变异分析
        2.2 萌发期耐盐性状的相关性分析
        2.3 萌发期耐盐性状全基因组关联分析
        2.4 连锁分析与关联分析联合分析
    3 讨论
        3.1 自然群体的耐盐遗传变异更广泛
        3.2 全基因组关联分析结果比较
        3.3 全基因组关联分析与连锁分析的比较
第四章 GmCDF1的克隆及功能验证
    1 材料与方法
        1.1 试验材料
        1.2 载体与菌株
        1.3 试剂
        1.4 全基因组重测序
        1.5 NaCl胁迫诱导
        1.6 大豆核酸的提取及cDNA第一链的合成
        1.7 候选基因表达水平的测定及组织表达分析
        1.8 生物信息学分析及构建进化树
        1.9 大豆GmCDF1编码区(CDS)、干扰片段及启动子的克隆
        1.10 载体的构建
        1.11 发根农杆菌介导转化大豆毛状根
        1.12 相对叶绿素含量(SPAD)和地下部鲜重的测量
        1.13 阳性苗检测
        1.14 大豆毛状根中GmCDF1表达量及离子含量测定
        1.15 单倍型分析及候选基因的关联分析
        1.16 GUS染色
    2 结果与分析
        2.1 重组自交系亲本重测序及候选基因的确定
        2.2 Glyma.08gORF1的基因序列分析和系统发生分析
        2.3 GmCDF1在耐盐材料和盐敏感材料中表达变化不同
        2.4 组织表达分析
        2.5 GmCDF1抑制大豆的耐盐性
        2.6 GmCDF1影响Na~+和K~+离子含量
        2.7 GmCDF1影响GmSOS1和GmNHX1表达
        2.8 GmCDF1的多态性与大豆的耐盐性
        2.9 阳性毛状根的检测
        2.10 GmCDF1启动子序列分析
        2.11 GmCDF1启动子活性鉴定
    3 讨论
        3.1 GmCDF1负调节大豆的耐盐性与同源基因的重金属胁迫抗性功能不同
        3.2 GmCDF1通过影响离子稳态调节耐盐性
        3.3 GmCDF1与耐盐性相关基因GmSOS1和GmNHX1之间存在相互影响
全文结论
本研究创新之处
参考文献
附录
攻读博士期间发表及待发表论文
致谢

四、Effects of Osmoconditioning on Mitochondrial Respiration and Phosphorylation in Soybean Seeds(论文参考文献)

  • [1]老化处理对老芒麦理化特性的影响及其转录组分析[D]. 解颖. 内蒙古农业大学, 2021(02)
  • [2]大豆干旱响应环状RNA鉴定及非生物胁迫调控途径分析[D]. 王雪松. 东北农业大学, 2020(07)
  • [3]基于转录组分析揭示一氧化氮调控紫花苜蓿响应干旱胁迫的机理[D]. 赵颖. 甘肃农业大学, 2020(01)
  • [4]烯效唑缓解大豆淹水胁迫的效应与机制[D]. 曲善民. 黑龙江八一农垦大学, 2020(08)
  • [5]外源褪黑素对干旱胁迫下鼓粒期大豆碳氮代谢及产量品质的调控效应[D]. 曹亮. 黑龙江八一农垦大学, 2020(08)
  • [6]HD-Zip转录因子GmHdz4对大豆耐旱性影响的研究[D]. 钟宣伯. 浙江大学, 2020(01)
  • [7]大豆滞绿突变体及育成品种叶片衰老生理特征与相关基因表达模式研究[D]. 王鹏. 山西农业大学, 2019
  • [8]大豆耐盐性鉴定和SgP5CS基因遗传转化[D]. 郭丹丹. 浙江师范大学, 2019(02)
  • [9]大豆苗期干旱和高温胁迫应答机制研究及关键转录因子的筛选[D]. 王利彬. 东北农业大学, 2018(02)
  • [10]大豆萌发期耐盐QTL的精细定位及GmCDF1基因的功能研究[D]. 张威. 南京农业大学, 2018(05)

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渗透调节对大豆种子线粒体呼吸和磷酸化的影响
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