紫花苜蓿與黃花苜?？购缔D(zhuǎn)錄組學(xué)研究.pdf

1、紫花苜蓿適應(yīng)性廣、根系發(fā)達(dá)、品質(zhì)好、營養(yǎng)豐富、生產(chǎn)利用價值大，被譽(yù)為“牧草之王”，其蛋白質(zhì)、能量、礦物質(zhì)和維生素的含量能夠滿足多種家畜生產(chǎn)的營養(yǎng)需要，是當(dāng)今牧草研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)草種。黃花苜蓿在我國分布廣泛，雖然其再生性及生產(chǎn)性都低于紫花苜蓿，但因其耐瘠薄、抗旱性強(qiáng)，適宜在干旱地區(qū)推廣種植。近年來，苜蓿的栽種面積不斷擴(kuò)大，成為我國草產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的支柱產(chǎn)業(yè)。但是，在苜蓿生長過程中，通常會受到干旱脅迫的影響，導(dǎo)致產(chǎn)量下降甚至死亡，因此研究干旱脅迫

2、對苜蓿生長發(fā)育的影響及苜蓿自身對干旱脅迫的響應(yīng)具有重要意義。干旱脅迫可發(fā)生在苜蓿生長發(fā)育的各個階段，并影響苜蓿的形態(tài)建成，是苜蓿生產(chǎn)的重要限制因素。
　　本研究以課題組自主培育的抗旱型紫花苜蓿(M1)和抗旱型黃花苜蓿(M2)品種為材料，基于聚乙二醇(PEG-6000)模擬干旱脅迫下苜蓿在形態(tài)、生理上的響應(yīng)，對M1、M2苗期根系進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析，研究M1與M2的抗旱性，并揭示二者抗旱性差異產(chǎn)生的生理及分子生物學(xué)基礎(chǔ)，初步挖掘了苜蓿的

3、抗旱基因。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)在不同濃度(4％、8％、12％、16％、20％、24％、28％、32％)的PEG-6000模擬干旱脅迫條件下，隨著PEG脅迫濃度的增加，紫花苜蓿和黃花苜蓿的發(fā)芽率、相對發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)都呈下降趨勢，在處理濃度為12％時，二者的大多數(shù)種子萌發(fā)指標(biāo)與對照相比差異顯著，12％的PEG濃度為二者苗期模擬干旱脅迫的最適濃度。
　　(2)12％PEG干旱脅迫處理下，紫花苜蓿的電導(dǎo)率、MDA

4、含量在多個處理時間點(diǎn)高于黃花苜蓿，紫花苜蓿的細(xì)胞膜受損程度大于黃花苜蓿;二者的SOD、POD、CAT活性均表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢，兩種苜蓿22日齡的幼苗，在12％PEG處理6h時已經(jīng)產(chǎn)生干旱脅迫，處理18h的干旱脅迫程度達(dá)到了它們能夠自我修復(fù)的極限。
　　(3)對12％的PEG干旱處理6h和18h的紫花苜蓿苗期根系進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序，獲得94739個unigene，N50為1167bp。對照組有82408(8698％)個基因表達(dá)，6

5、h處理有87841(92.72％)個基因表達(dá)，18h處理有87869(9275％)個基因表達(dá)。經(jīng)過蛋白編碼框預(yù)測與序列注釋，共得到65846條有注釋結(jié)果的unig ene蛋白。6h脅迫與對照相比有9346個差異基因，脅迫18h與對照相比有19443個差異基因，脅迫6h與18h處理之間表達(dá)量顯著差異的基因3462個。
　　(4)對12％的PEG干旱處理6h和18h的黃花苜蓿苗期根系進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序共得到114347個unigene，N

6、50為1130bp。對照組有103077(9014％)個基因表達(dá)，6h處理有102658(8978％)個基因表達(dá)，18h處理有102608(89.73％)個基因表達(dá)。經(jīng)過蛋白編碼框預(yù)測與序列注釋，共注釋得到74900條unigene蛋白。6h脅迫處理與對照相比有6180個差異基因，18h脅迫處理與對照相比有6534個差異基因，6h與18h脅迫處理之間共有1050個差異表達(dá)基因。
　　(5)通過對M1和M2干旱脅迫的轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果進(jìn)