冬小麦抗旱萌发转录组学分析及其初步验证

来源 :河南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zexuan123
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小麦是我国重要的粮食作物,目前其高产主要依赖于大量施用化肥等措施,但是干旱在一定程度上限制小麦产量及品质。根系是植物吸收养分的主要器官,根系的大小及其可塑性能显著影响植物对养分的吸收和利用效率,因而本试验主要寻找小麦抗旱萌发过程中具有抗旱作用的基因。本试验以两种萌发期抗旱性存在显著差异的小麦品种晋麦47和矮抗58为材料,通过转录组分析方法鉴定出响应干旱的基因,并初步验证部分基因在小麦抗萌发期响应干旱胁迫的表达调控程度。主要研究结果如下:
  采用室内发芽袋试验方法,设置正常水分和干旱(15%PEG-6000)两个处理水平,根据发芽率、最长根长、芽长、总根长、根系表面积、根冠比、根系活力、根系体积等表型指标,鉴定抗旱萌发性强弱与小麦植株形态结构的联系。结果表明,干旱胁迫后,两品种萌发期的发芽率、最长根长、芽长、总根长、根系表面积、根系体积均显著降低,且晋麦47的降幅均低于矮抗58;两品种的根冠比、根系活力均增加,且矮抗58的增幅明显高于晋麦47。表明干旱条件下抗旱萌发性较强的晋麦47能够通过维持根系良好的形态构型以抵抗干旱胁迫.
  通过转录组分析显示AK58中鉴定到9096个基因,其中上调表达基因有3956个,下调表达基因有5140个;JM47中鉴定到3265个基因,其中上调表达基因有1525个,下调表达基因有1740个。对其中脱落酸相关基因进行了实时定量PCR验证,并且通过GO功能分析与KEGG通路分析得到TRIAE_CS42_4DS_TGACv1_361281_AA1164930、TRIAE_CS42_2AL_TGACv1_094077_AA0292220、TRIAE_CS42_2DL_TGACv1_159916_AA0544370、TRIAE_CS42_4AL_TGACv1_291776_AA0996560、TRIAE_CS42_3B_TGACv1_227193_AA0822110、TRIAE_CS42_7DL_TGACv1_603500_AA1984880、TRIAE_CS42_3B_TGACv1_222632_AA0768310、TRIAE_CS42_3DL_TGACv1_251745_AA0884440可应对胁迫并参与激素介导的信号通路,并可参与脱落酸代谢过程,还可能调控小麦根系形态对干旱胁迫的响应过程。
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