论文部分内容阅读
我国是世界主要的干旱国家之一，干旱半干旱地区占国土面积的47％，占总耕地面积的51％[1]。干旱造成的作物减产超过其他逆境造成减产的总和[2]，因此我国早已把抗旱性研究作为重点。马铃薯是典型的温带作物，对水分亏缺非常敏感，干旱将影响马铃薯正常生长发育和后期产量的形成，成为马铃薯产业发展的限制因素。因此，应对马铃薯的干旱危害及抗旱性机制进行全面而系统的研究并采取行之有效的措施，提高马铃薯的抗旱性确保马铃薯的高产稳产。为了深入了解马铃薯的抗旱分子机制，本研究以马铃薯“陇薯3号”叶片为试验材料，采用Solexa高通量测序技术建立了马铃薯叶片转录本数据库并进行了相关分析；并采用qRT-PCR技术检测马铃薯抗旱相关基因的表达模式，以揭示马铃薯抗旱分子机制。本研究取得以下结果：1.对“陇薯3号”进行干旱处理，提取RNA，Solexa测序分析获得了86,965,482个RNA测序数据，在转录水平上检测和定量到7284个基因，干旱处理叶片富集6754个基因，对照叶片富集6419个基因。其中，上调表达基因有842个，下调表达基因有494个；2.干旱处理和对照叶片差异表达基因主要富集在89个基因类别和21个KEGG途径中，这些结果为筛选马铃薯抗旱相关基因提供了广泛的候选基因，对于解析马铃薯抗旱分子机理具有重要的意义；3.选择Solexa测序中log2(fold change)≥11倍的22个差异基因，包括6个转录因子、4个脯氨酸代谢、4个抗氧化防御系统、4个类黄酮生物合成和4个植物激素信号转导相关基因，采用qRT-PCR检测20%PEG6000处理0h（对照组）、1h、6h和12h后马铃薯叶片中22个基因表达的变化。研究表明：被检测的22个基因的结果与Solexa高通量测序的结果一致，并且在不同干旱处理时间下各基因表达各不相同，表现出5种表达模式：上调-上调-上调、下调-下调-下调、上调-下调-上调、上调-下调-下调、上调-上调-下调。本研究为深入开展马铃薯抗旱机理和抗早基因的研究奠定了基础。