盐胁迫下菊芋糖代谢变化机制研究(2)
Key words: Helianthus tuberosus; salt stress; high-throughput sequencing technology; transcription factor; transcriptome analysis
目 录
摘要 1
关键词 1
Abstract. 1
Key words 2
引言 2
1 实验材料和方法 4
1.1实验地点 4
1.2田间管理 4
1.3样品制备 4
1.4 糖分含量的测定 4
1.5 RNA提取方法 4
1.6 RNA质量检测 5
1.7 cDNA的合成 5
1.8生物信息分析 5
1.8.1 Clean reads获得 5
1.8.2 拼接组装 5
1.9数据统计分析 5
2结果与分析 5
2.1盐胁迫下菊芋可溶性糖分分析 5
2.1.1盐胁迫下菊芋块茎可溶性糖含量分析 5
2.1.2盐胁迫下菊芋茎干可溶性糖含量 6
2.1.3盐胁迫下菊芋叶片可溶性糖含量 6
2.1.4盐胁迫下菊芋产量分析 7
2.2菊芋的转录组测序分析 7
2.2.1菊芋总RNA提取结果 7
2.2.2数据初步分析 8
2.2.3 All-unigene功能注释 9
2.2.4差异表达基因的分析 13
2.2.5差异表达基因的KEGG分析 15
3 讨论 16
3.1盐胁迫对菊芋可溶性总糖含量及产量的影响 16
3.2菊芋转录组的Illumina测序和盐胁迫下差异表达 17
3.3盐胁迫下菊芋中糖代谢相关途径及关键酶基因 17
3.4盐胁迫下菊芋可溶性总糖含量与糖代谢相关途径中关键酶基因的联系 17
4 结论 18
致谢 19
参考文献 20
盐胁迫下菊芋糖代谢变化机制研究
引言
土壤盐碱化制约农作物的产量和质量，这已经成为了一个影响全球的普遍性问题。全世界已有 10 亿多公顷土地不同程度的受盐渍化的危害，占全世界土地面积的7%左右，同时这个数字还在快速增长[1,2]。土壤盐渍化一方面可以归结为自然因素，如雨水中携带的 6-50 mg/kg 的盐分，岩石风化过程中释放出的多种可溶性盐离子等[3]。然而，造成这种想象更大的一部分原因是对土地不合理的开垦和灌溉[4]。例如在全球15亿公顷的旱地农业土壤中，有3200万公顷的土地不同程度的遭受由于灌溉导致的次级盐渍化影响[2]。我国国土广阔无垠，涵盖了各种气候类型，因此盐渍土的分布也相对比较广泛[5]。从东部沿海到西部内陆，从平原盆地到丘陵高原，盐渍土的面积高达 3700多万公顷，同时还有潜在的盐渍化土壤约1700万多公顷[6,7]。因此土壤的盐渍化也严重制约我国农业的生产和发展。
所谓的盐渍土是指土壤中含有较多的可溶性盐离子，通常当土壤溶液的电导率（EC）达到 4d s/m 或更高时土壤就可以被确定发生了盐渍化。此时土壤溶液引起的渗透压力在0.2 MPa 左右[3]。对于大多数的农作物而言，这样的浓度已经能够严重抑制植株的生长和产量。另外不同于动物，植物固着生长的特性决定了其只能被动的遭受外界各种不利的生物胁迫和非生物胁迫[8]。盐胁迫是自然环境对植物体所造成的多种非生物胁迫中，影响最广、危害最严重的[9]。因此不断盐渍化的土壤环境正在严重的影响植物尤其是农作物的产量和质量，制约农业的发展[6,10]。随着全世界人口总数的不断增长（预测到2050年全世界人口将达到96亿），对粮食的需求量也与日俱增。据统计，到2050年为了满足不断增长的人口需求，粮食产量需较目前的产量增长150 %[11,12]。一方面是急剧增长的人口对粮食需求量的增加，另一方面却是盐渍化程度的不断加深导致可耕种土地的盐渍化，使适宜农作物生长的土地逐渐减少。因此筛选和培育具有抗盐特性的农作物品种，增加盐胁迫下农作物的产量和质量以及充分利用盐渍土栽培抗盐农作物成为目前解决土壤盐渍化，实现农业可持续发展的关键。