论文部分内容阅读
梨为蔷薇科(Rosaceae)梨:亚科(Pomaceae)梨属(Pyrus L.)植物,是我国主栽果树种类之一。目前我国土壤盐渍化程度逐年增加,严重限制了梨产业发展,杜梨为原产我国的梨主要砧木之一,因其具有较强的适应性,在梨生产中被广泛应用。为了探讨杜梨对盐胁迫的分子响应机制及生理调控机理,本研究以杜梨为试验材料,对盐处理组及对照组植株叶片进行转录组测序,筛选差异表达基因;进一步分离两个盐胁迫响应的类钙调磷酸酶B亚基蛋白(Calcineurin B-like protein,CBLs)基因,并初步比较它们的序列特征、表达特点及抗逆功能;最后,在盐胁迫条件下,检测外源物质(氯化钙或核黄素)对杜梨幼苗主要生理指标的影响,探讨它们缓解杜梨盐毒害的可能性。本论文的主要研究结果如下:(1)通过转录组测序(RNA-Seq)技术研究杜梨对盐胁迫的转录响应,并比较盐胁迫和对照组植株叶片中的差异表达基因。结果显示:盐胁迫后,杜梨叶片中差异表达基因有92个,包括82个上调表达基因和10个下调表达基因。对上述差异表达基因进行GO富集分析发现,在富集最显著的30个GO term中,属于调控生物过程、分子功能和细胞组分的差异基因个数分别为18个、7个和5个;在KEGG富集分析中,总计有17条pathway存在显著性差异,其中15条代谢途径为上调表达,2条代谢途径为下调表达。(2)采用电子克隆、RT-PCR和长片段PCR克隆了PbCBL1和PbCBL7的cDNA和DNA序列,利用生物信息学方法进行序列分析,半定量RT-PCR检测它们的表达特点。结果显示:杜梨PbBL1和PbCBL7cDNA编码区分别为 642bp和 639bp,分别编码213个和212个氨基酸,对应基因组DNA序列长分别为2969 bp和1788 bp;它们均由8个外显子和7个内含子组成。PbCBL1和PbCBL7基因具备植物CBLs基因家族的固有特征,对盐碱、干旱、渗透胁迫和ABA处理均存在转录上调响应,原核表达实验证实,过量表达PbCBL1或PbCBL7均能提高大肠杆菌BL21(DE3)对盐胁迫和渗透胁迫的耐受能力,转PbCBL1菌株的抗逆功能强于转PbCBL7菌株。(3)在水培条件下,研究了外源氯化钙或核黄素对200mmo1·L-1NaCl胁迫下杜梨幼苗叶片抗氧化系统的影响。结果显示:NaCl胁迫3d后,杜梨叶片中超氧化物歧化酶(SOD)活性减弱,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽还原酶(GR)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性增强,抗氧化物质谷胱甘肽(GSH)和抗坏血酸(AsA)合成下降,活性氧(O2·-、H2O2)和丙二醛(MDA)大量积累。施加外源氯化钙或核黄素能增强NaCl胁迫下杜梨叶片中SOD、POD、CAT、GR、GSH-Px和APX的活性,提高GSH和AsA的含量,减少O2·-和H2O2的产生,降低脂质过氧化程度,有效缓解盐胁迫对杜梨叶片的过氧化伤害,其中以10 μmol·L-1浓度的氯化钙或核黄素处理效果最为显著。