外源硒浸种影响糯玉米种子活力的分子机理研究

来源 :仲恺农业工程学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laowangtou2
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种子是农业生产中最基本的生产资料。种子在萌发阶段易受极端天气、病虫害等不良环境条件影响。高活力种子出苗快且整齐,苗期生长势旺且抗逆性强。提高种子活力对提高作物的产量与品质具有重要的现实意义。前人研究表明,适当剂量的物理处理和化学药剂浸种可显著促进种子的萌发和幼苗的形成及生长。本试验以糯玉米自交系N51为试验材料,用硒溶液浸种处理后发芽,筛选提高种子活力的最适硒浓度;并对处理和对照在浸种后不同时间阶段进行转录组分析,研究硒溶液浸种提高糯玉米种子活力的分子机制。主要研究结果如下:1.筛选出50μg/L是提高自交系N51种子活力的最适硒浓度;与对照相比,处理的ATP含量显著提高,ATP酶活性在浸种结束时(0d)、萌发第3天(3d)和第6天幼苗的地上部(6d-S)中也显著提高,过氧化氢酶活性和过氧化物酶活性在0 d和3d中均显著提高,超氧化物歧化酶活性在3d中显著增加;2.对0d、3d、6d-S和6d-R取样进行转录组分析,0d检测到452个差异表达基因,上调基因212个,下调基因240个;3d检测到1251个差异表达基因,上调基因567个,下调基因684个;6d-S检测到611个基因,上调基因428个,下调基因183个,6d-R中检测到503个基因,上调基因81个,下调基因422个;3.GO、KEGG富集分析发现氧化还原酶活性(GO:0016491)是0d和3d共同的GO Term,叶绿素(GO:0016168)和谷胱甘肽代谢(ko00480)是3d特有的,光合作用(ko00195)是3d和6d-S共同的通路,ATP酶活性(GO:0016887)是6d-S特有的。4.0d时期氧化还原酶活性通路候选基因有Zm00001d039533和Zm00001d004196;3d时期氧化还原酶活性候选基因有Zm00001d014204和Zm00001d031908,谷胱甘肽代谢通路候选基因有Zm00001d029706和Zm00001d031494,光合作用基因有Zm00001d020877等6个;6d-S时期ATP酶活性候选基因有Zm00001d003368等13个,光合作用通路候选基因有Zm00001d000282等4个。以上基因在各样本中的表达模式与生理指标测定结果一致,表明硒处理诱导这些活力相关基因的差异表达,导致细胞内相关生理指标的变化。本研究结果为外源硒促进糯玉米种子活力的作用机理研究提供一定的参考。
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