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《海南大学》 2017年
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香蕉响应盐胁迫转录组及蛋白质组分析

吉福桑  
【摘要】:香蕉是我国具有国际竞争力优势农产品之一,但它属于盐敏感植物。生产上,我国香蕉种植最适宜区海南、广东湛江等地区,随着土地盐碱化日益严重,阻碍香蕉产业可持续发展。而有关转录组和蛋白质组研究香蕉响应盐胁迫未见报道,本实验采用RNA-Seq技术和iTRAQ技术研究我国主栽品种巴西蕉(Musa paradisiaca),在60 mmol/LNaCl人工模拟盐胁迫0、12、24h根和叶片转录组和蛋白质组分析,有望揭示香蕉应答盐害逆境的分子生物学调控机制,为香蕉分子育种打下基础。研究结果如下:1、巴西蕉根和叶不同组织在响应盐胁迫过程中存在着差异。盐胁迫处理12 h根的差异基因有542个上调、924个下调;叶片的差异基因有2938个上调、2727个下调;盐胁迫处理24 h根的差异基因有507个上调、1582个下调;叶片差异基因有834个上调、893个下调;盐胁迫12h/24h根差异基因242个上调、1116个下调;叶差异基因有2014上调、2753个下调。从整体上分析,叶片差异基因数量比根多且多数上调,而根正好相反;叶片在12h差异基因数量比24h多,但根24h的差异基因数量比12 h多并且多数下调。2、结合GO和KEGG显著性差异基因分析,这些显著性差异基因的功能主要参与信号转导、激素信号转导、活性氧清除、次生代谢物和能量代谢等方面。其中叶片主要参与信号转导和激素信号转导;根主要参与蔗糖和淀粉代谢途径。3、转录组分析发现 MYB、CHX3、GPCR、HAK、NAC、NHX1、bZIP 和 WRKY等盐胁迫转录因子。4、分别挑选根和叶各10个差异基因进行qRT-PCR验证,验证结果与RNA-Sep测序分析结果一致,证明了转录组测序结果具有可靠性。5、盐胁迫12h根差异蛋白162个上调、282个下调;叶片差异蛋白有184个上调、212个下调;24 h根差异蛋白205个上调、334个下调;叶片差异蛋白有141个上调、170个下调:盐胁迫12h/24h相比根的差异蛋白154个上调、139个下调;叶的为213上调、234个下调。从整体上分析,根和叶片在响应盐胁迫的过程中下调蛋白比上调蛋白多。6、GO和KEGG差异蛋白功能分析表明,差异蛋白主要参与到抗氧化物、信号传递、蛋白翻译加工和降解、能源和转运、细胞分裂、结构和细胞骨架、防御、蛋白质合成和加工和降解等过程。其中叶片差异表达蛋白主要参与光合、代谢、抗氧化物过程,根系的大部分参与到蛋白质合成和细胞分裂等过程。7、蛋白质组和转录组关联分析表明,蛋白和基因之间的覆盖度很低,巴西蕉关联到差异蛋白和差异基因变化趋势相同的有β-半乳糖苷酶、放氧增强蛋白、热激蛋白、微管蛋白、几丁质酶、ABC转运蛋白、LRR类受体激酶等;差异蛋白和差异基因变化趋势相反的为:叶绿素a/b结合蛋白、组蛋白、苹果酸合酶等。综上所述,通过转录组和蛋白质组分析巴西蕉响应盐胁迫的分子调控机制,并筛选出与耐盐相关功能基因和蛋白,说明巴西蕉具有一定的耐盐能力。为培育耐盐香蕉新品种和耐盐机制研究提供了一定的理论依据。
【学位授予单位】:海南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S668.1

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