低氮脅迫下玉米氮高效利用單片段代換系的轉(zhuǎn)錄組分析_第1頁
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文檔簡介

低氮脅迫下玉米氮高效利用單片段代換系的轉(zhuǎn)錄組分析本研究通過對前期篩選的含有氮利用高效QTL的玉米單片段代換系SSSL10.04和其輪回親本許178在低氮(LN)和高氮(HN)條件下進(jìn)行培養(yǎng),并對其葉片和根系進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序。分別比較兩個材料葉片和根系中對低氮脅迫反應(yīng)的差異基因,并探討這些差異與材料間不同氮利用效率的關(guān)系,揭示玉米氮高效利用的分子機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:1、在低氮條件下SSSL10.04比許178有更高的生物量和氮積累量,且地上部有更高的氮利用效率。SSSL10.04根系的根長、根表面積和根體積均大于許178。2、測序得到純化后的序列數(shù)量為21261777~35651871,有69.98%~76.19%的序列可以定位到玉米B73的基因組上。以HN處理為對照,將LN處理玉米材料基因表達(dá)量上調(diào)或下調(diào)倍數(shù)大于等于2,且p<0.05作為差異基因的篩選條件。SSSL10.04葉片和根系分別得到3933和2122個差異基因,許178葉片和根系中分別得到3516和2278個差異基因。3、對SSSL10.04和許178中總體差異基因進(jìn)行GO和KEGG分析結(jié)果表明,低氮脅迫對SSSL10.04和許178葉片的影響主要表現(xiàn)在光合作用和碳水化合物代謝方面,對SSSL10.04和許178根系的影響主要表現(xiàn)在物質(zhì)運輸、碳水化合物代謝和抗氧化過程等方面。這些結(jié)果表明盡管基因型不同,單片段代換系和其輪回親本中具有共同抵抗低氮脅迫的機(jī)制,并且低氮脅迫下玉米正常生長和代謝活動都受到影響。4、對SSSL10.04和許178中特異上調(diào)表達(dá)的差異基因進(jìn)行GO和KEGG分析結(jié)果表明,相對于許178而言,在低氮脅迫下SSSL10.04葉片中有更多的參與抗氧化、植物激素合成和物質(zhì)轉(zhuǎn)運等過程的基因表達(dá)量上調(diào),且根系中有更多的參與呼吸作用、抗氧化過程和氨基酸代謝的基因表達(dá)量上調(diào)。5、SSSL10.04代換片段區(qū)間內(nèi)特異上調(diào)表達(dá)的基因主要參與碳水化合物代謝和氨基酸代謝等,代換片段中未知功能的特異上調(diào)基因值得我們進(jìn)一步研究?？傮w而言我們推測SSSL10.04對低氮脅迫有更強(qiáng)的適應(yīng)性調(diào)節(jié)機(jī)制。主要表現(xiàn)在更強(qiáng)的抗氧化能力使其組織免受長期低氮脅迫下過量活性氧積累對細(xì)胞造成的損傷;根系中更強(qiáng)的呼吸作用為其物質(zhì)的運輸及合成提供

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