【摘 要】
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本研究采用课题组前期筛选的抗旱性突出的尖叶胡枝子、牛枝子和达乌里胡枝子为研究对象,在中国农业科学院草原研究所沙尔沁基地进行田间农艺性状测定并统计分析,于实验室进行发芽试验后用15%PEG-6 000溶液模拟干旱胁迫处理,研究其幼苗的抗旱生理响应,并对其抗旱转录组进行测序分析,从而为胡枝子属植物抗旱基因的挖掘和功能研究奠定良好的基础。主要研究结果如下:(1)3种胡枝子的株高随生长逐渐增加,达到峰值后
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本研究采用课题组前期筛选的抗旱性突出的尖叶胡枝子、牛枝子和达乌里胡枝子为研究对象,在中国农业科学院草原研究所沙尔沁基地进行田间农艺性状测定并统计分析,于实验室进行发芽试验后用15%PEG-6 000溶液模拟干旱胁迫处理,研究其幼苗的抗旱生理响应,并对其抗旱转录组进行测序分析,从而为胡枝子属植物抗旱基因的挖掘和功能研究奠定良好的基础。主要研究结果如下:(1)3种胡枝子的株高随生长逐渐增加,达到峰值后随着种子的成熟不再增长;尖叶胡枝子的枝长达到最大后不再生长,而牛枝子和达乌里胡枝子的枝长则继续增加;3种胡枝子中,达乌里胡枝子的干草产量最高,为2 744.83 kg/hm~2,显著高于尖叶胡枝子和牛枝子;牛枝子的种子产量最高,且显著高于尖叶胡枝子。(2)相比对照组,尖叶胡枝子在整个干旱胁迫期间相对电导率无显著性差异;牛枝子的相对电导率在胁迫6.5 h时呈显著性下降,又在胁迫26 h后显著性升高;达乌里胡枝子的相对电导率在干旱胁迫期间显著性降低。3种胡枝子的MDA含量在整个干旱胁迫期间无显著性差异。尖叶胡枝子的SOD含量在26 h呈现出显著性升高,后呈下降趋势,但和对照组相比无显著性差异;牛枝子在胁迫13 h时SOD含量显著性升高达乌里胡枝子SOD含量在胁迫19.5 h后相比对照组呈现显著性升高;尖叶胡枝子在胁迫19.5h其相对含水量呈显著性下降,当胁迫至26 h和对照组无显著性差异;牛枝子相对含水量在整个胁迫期间和对照组相比均呈显著性下降;达乌里胡枝子在整个干旱胁迫期间其相对含水量无显著性差异。(3)3种胡枝子的27个样品组装共获得100 019个Unigene;其中Unigene N50的数量为17 321个。Unigene注释分析中比对四大数据库的Unigene数量60 967条,其中比对Nr数据库的Unigene数量58 370条,比对KEGG数据库的Unigene数量55 770条,比对Swiss Prot数据库的Unigene数量43 708条,比对COG数据库的Unigene数量35 707条,未注释到的Unigene数量为39 052条。(4)3个胡枝子材料的转录组中共注释到1 880个转录因子,其中b HLH和ERF家族成员最多,分别有169和164个基因受PEG模拟干旱胁迫诱导,占注释到的总转录因子的8.98%和8.72%。(5)组间差异基因表达分析表明:3种胡枝子(尖叶胡枝子、牛枝子、达乌里胡枝子)PEG胁迫6.5 h处理组与对照组相比,分别有5 245、6788、7 698个差异基因,其中上调差异基因分别有2 723、3 411、3447个,下调差异基因分别有2 522、3 377、4 251个;胁迫13 h处理组与对照组相比,分别有8 126、6 946、8 179个差异基因,其中上调差异基因分别有4 058、3 708、4 260个,下调差异基因分别有4068、3 238、3 919个;6.5 h处理组与13 h处理组相比,分别有3 373、1 710、1 237个差异基因,其中上调差异基因分别有1 185、591、583个,下调差异基因分别有2 188、1 119、654个。(6)GO富集分析表明,3种胡枝子的差异基因富集情况基本相同,在基因参与的生物学过程方面,主要富集在代谢过程、细胞过程、单有机体过程;在细胞组分层面,主要富集在细胞、细胞组成、膜、细胞器、大分子复合物、膜组分、细胞器组分上;在分子功能层面主要富集在物种和蛋白质结合以及催化活性上。
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