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普通小麦中盐胁迫诱导表达基因的鉴定

郭慧娟  
【摘要】:盐碱胁迫是环境胁迫的一种,由于该胁迫的普遍存在性,以及近年来土壤盐渍化不断加剧的情况,而成为限制农作物产量的主要因素之一。大量研究表明,盐碱胁迫降低了植株的干鲜重、减少了其叶面积、根系活力、相对生长量等指标,从而导致其产量的下降,因此提高作物的耐盐特性、培育耐盐品种,是现阶段育种工作者的重要目标。小麦是产量仅次于玉米的世界第二大粮食作物,同时也是一种淡土作物,其耐盐特性的研究对世界农业发展具有举足轻重的意义。本研究中首先对不同小麦品种(系)的耐盐生理指标进行测量,然后通过表达谱分析,进行耐盐相关基因的筛选和鉴定,并对SAMS基因进行了较深层次的研究,为了解普通小麦的耐盐机制提供了技术支持和理论依据。 1.盐胁迫下不同小麦品种(系)的生理指标,能够有效的反应材料的耐盐特性。本研究测定了搜集到的19个小麦品种(系),在盐处理下种子的萌发率、幼苗的电导率、根长、苗长、干重、鲜重等生理指标,根据测定结果又结合材料的亲缘关系,选定了6个材料用于进一步的研究分析。 2.对选定的6个小麦材料,在水培条件下进行盐胁迫处理,然后分别测定每个材料的地上部分和地下部分组织中的Na+和K+的含量,通过分析发现,所选定的4个耐盐材料有三种不同的耐盐机制。表明了所选定的小麦材料具有很好的代表性,是研究普通小麦耐盐特性的合适材料。 3.采用cDNA-AFLP的方法,在转录组水平上筛选多枝赖草与小麦的二体附加系Line15的盐胁迫诱导表达基因。本研究中用了76对多态性良好的引物,挑出差异片段TDF132条,经测序分析发现有78个基因在植物的数据库中存在同源序列,而对功能的分析表明,其中15个基因已被前人在不同物种中研究证明与盐胁迫相关。 4.采用荧光定量Real Time-PCR技术,对筛选得到的腺苷甲硫氨酸合成酶基因SAMS,进行盐胁迫处理不同时间段的表达方式验证。研究表明,SAMS基因在盐胁迫处理24h时在六个材料中均有较大幅度的提升,而在材料Line15中的表达量尤其高。这表明了对Line15中SAMS基因的研究,对小麦和多枝赖草二体附加系材料的耐盐机制的探索,具有重要的意义。 5.通过生物信息学分析和克隆测序相结合的方法,分别设计SAMS基因的保守引物和特异引物,从而鉴定出在普通六倍体小麦中国春中,SAMS基因有六个拷贝,并且定位在了第六群的A组、B组和D组染色体上。该结果为进一步研究SAMS基因的功能等详细信息奠定了基础。


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