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编号:55341
盐敏感型与耐盐型高粱对盐胁迫反应的转录组差异分析
http://www.100md.com 2022年12月13日 2022年第11期
条目,1材料和方法,1试验材料及室内耐盐鉴定,2转录组测序,2结果与分析,1耐盐鉴定,2高粱耐盐转录组,3讨论,1盐胁迫对高粱幼苗生长的影响,2差异表达基因表达水平聚类分析,3差异表达基因分析,4结论
     范 娜,彭之东,白文斌

    (山西农业大学高粱研究所 / 高粱遗传与种质创新山西省重点实验室,山西榆次 030600)

    盐胁迫是一类重要的非生物胁迫,严重制约了农业的可持续发展[1]。盐胁迫条件下,土壤溶液渗透离子浓度增高,渗透势发生改变,导致细胞质膜透性改变、影响植物根系对矿质元素的吸收和植株形态的发育,抑制光合作用、呼吸作用以及物质代谢等途径[2]。盐胁迫对作物的危害是一个复杂的生理过程,而作物抵抗盐胁迫的能力主要由植物本身的遗传基因控制,不同的作物对盐胁迫的响应方式也有所差异[3]。高粱作为一种重要的粮食兼经济作物,具有较强耐盐能力。根据土壤盐分变化规律可知,高粱苗期对盐分胁迫最为敏感,苗期生长的好坏影响高粱的成熟度及产量[4]。目前国内外对高粱耐盐性的研究大都集中在形态和生理水平上,对高粱耐盐胁迫的转录组分析、高粱耐盐代谢途径和关键耐盐调控基因挖掘等方面研究较少[5–6]。转录组测序技术(RNA-seq)在农作物抗逆性研究中应用的越来越广泛,对植物抗逆基因发掘和机制的研究具有重要意义。

    本研究以高粱作为试材,结合苗期生长指标的测定,对盐胁迫处理表型差异较大的高粱材料进行转录组测序,对测序数据进行功能注释,从转录组水平宏观分析盐胁迫下基因的表达特性,通过差异基因聚类分析、pathway分析和实时荧光定量RTPCR技术等,从分子水平研究植物盐胁迫反应的生理机制。发掘其中的关键调控基因,探求高粱在盐胁迫下的耐受机制,旨在为高粱育种和耐盐栽培提供一定的生理生化和分子理论基础。

    1 材料和方法

    1.1 试验材料及室内耐盐鉴定

    前期采用室内盐分模拟和大田鉴定相结合的方法对600份高粱亲本材料进行筛选,通过测定发芽势、发芽率、发芽指数、根长、叶长、叶片酶活性、叶片Na+和K+含量、幼苗生长指标、大田农艺指标及产量指标,筛选出耐盐表型材料67B和盐敏感表型材料3560R[7–8],作为本次试验的供试材料。

    1.1.1 叶片酶活性测定 取盐处理(150 mmol/L NaCl溶液处理) 12 h后的叶片材料,剪取擦拭干净叶3~5片,3次重复,经液氮处理放入超低湿冰箱中保存待测,利用南京建成试剂盒测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和丙二醛(MDA)含量。

    1.1.2 叶片 Na+、K+含量测定 取盐处理 12 h 后叶片材料,采用火焰光度计法测定Na+、K+含量[7]。

    1.1.3 幼苗生长指标测定 用直尺测定植株根长、芽长,用电子天平称量植株鲜重[8] ......

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