【摘 要】
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选育耐盐作物可有效利用盐碱土地、缓解耕地压力,还能改善土地盐碱化程度,减少盐胁迫对作物的负面影响。作物可从生理、遗传等不同层次产生一系列的盐胁迫适应策略,为更好地阐明植物的耐盐机制,本文对近缘物种的不同耐盐基因型进行分析对比,利用多物种转录组分析揭示作物耐盐关键基因。论文针对传统育种中水稻、玉米盐胁迫调控基因挖掘困难、时效慢等问题,开展了基于多物种转录组分析的作物盐胁迫关键基因挖掘研究。具体研究内
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选育耐盐作物可有效利用盐碱土地、缓解耕地压力,还能改善土地盐碱化程度,减少盐胁迫对作物的负面影响。作物可从生理、遗传等不同层次产生一系列的盐胁迫适应策略,为更好地阐明植物的耐盐机制,本文对近缘物种的不同耐盐基因型进行分析对比,利用多物种转录组分析揭示作物耐盐关键基因。论文针对传统育种中水稻、玉米盐胁迫调控基因挖掘困难、时效慢等问题,开展了基于多物种转录组分析的作物盐胁迫关键基因挖掘研究。具体研究内容与结果如下所示:1.开展了基于RNA-seq转录组分析技术的盐胁迫下差异表达基因的挖掘工作,经质控、比对、定量后,发现三种作物在盐胁迫下差异表达基因数目分别为7044（拟南芥）、5218（水稻）、5349（玉米）。对这些基因进行了GO和KEGG富集分析,发现这些基因通路注释结果主要集中于丙酮酸代谢、半乳糖代谢、赖氨酸降解、光合作用等方面。这些基因与作物细胞膜、质膜等细胞结构的形成,以及过氧化物酶体等蛋白合成密切相关。2.使用OrthoFinder、Orthovenn2,筛选得到953条拟南芥、水稻和玉米直系同源蛋白簇,筛选出133对单拷贝同源基因,构建了蛋白互作网络,对同源蛋白簇和单拷贝同源蛋白进行功能分析,注释信息表明大部分蛋白参与了跨膜运输、次级代谢过程、对活性氧的反应以及对盐胁迫的反应,支撑了盐胁迫相关调控蛋白的研究。3.采用WGCNA加权基因共表达网络分别对两种作物水稻和玉米基因表达模式进行分析,将表达模式相似的基因进行聚类。最后水稻共获得24个共表达模块,玉米共获得17个共表达模块。对模块进行功能富集分析,得到模块网络中核心基因,为作物耐盐育种提供技术支持。
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