多组学联合分析揭示多花黑麦草抗旱响应机制研究
在自然界中,干旱是一种普遍存在的环境因子。但由于近年来全球气候变化,导致短期干旱频发,使其已经成为制约牧草产量形成的最关键的环境因素之一。多花黑麦草是一种重要的一年生、冷季型禾本科牧草,由于其生长快、分蘖力强、再生性好、营养价值高等被广泛种植于世界各地。尽管多花黑麦草具有很强的根系生长能力,但是严重的短期干旱仍然会大幅降低草产量和种子产量。因此,寻找抗旱性多花黑麦草材料并研究多花黑麦草的抗旱响应机制,为培育抗性品种奠定科学基础迫在眉睫。本研究在前期研究基础上,对40份多花黑麦草材料进行综合抗旱能力评价,筛选出抗旱性和敏感性品种(“Abundant”和“Adrenalin”)。在此基础上,揭示了两种不同抗旱性多花黑麦草对干旱胁迫的形态和生理生化响应;研究两种多花黑麦草的转录组、蛋白组和代谢组对抗旱多花黑麦草抗旱响应机制进行揭示。此外,还对转录组开发的EST-SSR分子标记的多态性和通用性进行了研究。主要结果如下:1.为了评估多花黑麦草品种(系)种子萌发期的抗旱能力,分别利用25%PEG-6000、“风干法”和“盆栽法“模拟了土壤短期和长期干旱,观察长期干旱胁迫下“Abundant”和“Adrenalin”在形态学上的差异,同时测定各品种(系)在干旱胁迫处理下的生理生化指标;根据上述三个植物抗旱性模拟试验的结果,最终获得“Abundant”和“Adrenalin”分别为抗旱性和敏感性多花黑麦草材料。2.基于液相色谱与质谱联用(LC/MS)技术,在正常水分条件下(0h)和24h干旱胁迫处理下的抗旱性和敏感性多花黑麦草材料共筛选得到干旱诱导两种多花黑麦草表达的差异代谢物168个,对差异代谢物进行相关性分析,发现脂类与其他代谢物之间的存在显著的、正相关性,其次是氨基酸和有机酸。差异代谢物主要参与了脂肪酸合成途径、亚麻酸代谢途径、生物素代谢途径等25个代谢通路。3.利用比较转录组... （共168页)
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