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群体遗传学鉴定拟南芥中和抗盐性状相关的遗传组分

2020-12-08阅读(149)

群体遗传学鉴定拟南芥中和抗盐性状相关的遗传组分

论文摘要

盐胁迫影响植物的生长发育,造成作物减产。模式植物拟南芥的自然群体存在丰富的遗传多态性和抗盐性状多态性。在盐胁迫下,不同生态型会表现出不同水平的盐离子（Na+和Cl–）吸收与积累。本论文利用植物水培培养系统和MS平板固体培养系统,采集159份生态型包括3个大类共计17个指标,分别进行全基因组关联分析（GWAS）。重点关注的三类表型是:（1）盐胁迫下Cl–在植物叶中的积累;（2）盐胁迫抑制根的伸长;（3）盐胁迫调控根和冠的生物量比值。GWAS分析鉴定到众多显著关联的位点,本研究对显著关联性高的SNP位点集中区域进行了候选基因的筛选和功能初步分析。对根长抑制指标的分析鉴定到两个候选遗传区域,通过公共数据库的挖掘重点关注AtNIGT1.4。AtNIGT1.4已被报道参与了氮磷营养亏缺对根长的抑制。初步功能分析显示该基因和其家族成员在根中特异表达,并受到盐胁迫的强烈诱导,推测该家族成员可能参与调控盐胁迫对根伸长的抑制。后续基因的功能鉴定正在进行中。对盐胁迫下叶中Cl–积累的指标分析鉴定到两个候选遗传区域;对盐胁迫下干重根冠比的指标分析鉴定到一个候选遗传区域。上述鉴定的候选遗传区域还需要进一步的精细定位以确定效应基因。关注的候选基因将首先进行表达模式的分析（组织细胞类型的特异性和胁迫应答性）,重点关注的候选基因将进行全面的功能解析。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 缩略词表
  • 第一章 文献综述
  •   1.1 土壤盐渍化和粮食安全
  •     1.1.1 土壤盐渍化的现实
  •     1.1.2 盐胁迫与人类生活
  •   1.2 盐胁迫对植物生长的影响
  •     1.2.1 盐胁迫发生的两个阶段
  •     1.2.2 盐胁迫下植物的适应机制
  •   1.3 盐胁迫相关的基因鉴定
  • +转运的相关基因'>    1.3.1 Na+转运的相关基因
  •     1.3.2 SOS1和SOS途径
  •     1.3.3 NHXs的研究
  •     1.3.4 HKT的研究
  • –转运的相关研究'>    1.3.5 Cl–转运的相关研究
  •   1.4 植物盐胁迫的关联表型
  •   1.5 全基因组关联分析
  •     1.5.1 全基因组关联分析概要
  •     1.5.2 拟南芥生态型及关联分析
  •   1.6 本研究选题的目的和意义
  • 第二章 试验材料与方法
  •   2.1 试验材料
  •   2.2 试验试剂与试验设备
  •     2.2.1 试验试剂
  •     2.2.2 试验设备
  •   2.3 试验方法
  •     2.3.1 拟南芥的种植
  • –含量的测定'>    2.3.2 植物组织中Cl–含量的测定
  • 3–含量的测定'>    2.3.3 植物组织中NO3–含量的测定
  • +和K+含量的测定'>    2.3.4 植物组织中Na+和K+含量的测定
  •     2.3.5 拟南芥根长测量
  •     2.3.6 拟南芥水培培养方法
  •     2.3.7 全基因组关联分析方法
  •     2.3.8 拟南芥RNA的提取
  •     2.3.9 逆转录反应
  •     2.3.10 PCR扩增目的基因
  •     2.3.11 琼脂糖凝胶电泳分析
  •     2.3.12 胶回收纯化PCR产物
  •     2.3.13 克隆载体的构建
  •     2.3.14 大肠杆菌DH5α和DB3.1 的转化
  •     2.3.15 质粒DNA的小量抽提
  •     2.3.16 表达载体的构建
  •     2.3.17 农杆菌GV3101 感受态细胞的转化
  •     2.3.18 花序侵染法侵染拟南芥
  •     2.3.19 酵母转化
  •     2.3.20 酵母生长试验
  •     2.3.21 Real-time PCR定量分析
  •     2.3.22 阳性克隆植株的筛选
  •     2.3.23 拟南芥DNA的提取
  •     2.3.24 T-DNA插入纯合突变体的鉴定
  • 第三章 试验结果
  •   3.1 不同的拟南芥生态型表型的多态性
  •   3.2 平板固体培养系统分析盐处理下的相关指标
  •     3.2.1 盐处理下根长及根长比值指标的全基因组关联分析
  •   3.3 水培培养系统分析盐处理下的相关表型
  •     3.3.1 拟南芥叶中Cl–积累指标的全基因组关联分析
  •     3.3.2 干重状态下根冠比指标的全基因组关联分析
  •     3.3.3 盐胁迫其他相关指标的全基因组关联分析
  •   3.4 候选基因初步功能鉴定
  •     3.4.1 候选基因AtNIGT1.4 及其同源基因
  •     3.4.2 AtNIGT1.4和AtNIGT1.3 的基因表达模式
  •     3.4.3 AtNIGT1.4 的突变体株系
  •     3.4.4 候选基因358 的基因表达模式
  •     3.4.5 候选基因358 编码产物的转运活性初步分析
  •     3.4.6 候选基因358的T-DNA插入缺失突变体
  • 第四章 讨论和展望
  •   4.1 盐胁迫适应机制的量化抗盐指标
  •   4.2 全基因组关联分析的候选遗传区域
  •   4.3 候选基因的初步功能探索
  •   4.4 研究展望
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 胡云斐

    导师: 李勃

    关键词: 盐胁迫,拟南芥自然群体,全基因组关联分析

    来源: 兰州大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学,生物学

    单位: 兰州大学

    分类号: Q943

    总页数: 89

    文件大小: 4653K

    下载量: 89

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