玉米rtcs突變體苗期根系響應(yīng)低氮脅迫的基因表達(dá)與調(diào)控.pdf

1、SichuanAgriculturalUniversityMasterDiSSertationThegeneexpressionandregulationrespondingtolownitrogenstressinrootsystemsofmaizemutantRTCSHaixiaMa(MajorinCropGeneticsBreeding)DirertedbyDrGuangtangPan，HaijianLinJune2016摘要氮是

2、植物的三大營(yíng)養(yǎng)元素之一，直接影響到作物產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育具有重要的作用。氮含量過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響植物的生長(zhǎng)。而缺氮會(huì)破壞植物重要的生物學(xué)過(guò)程，如氮代謝和光合作用等過(guò)程。植物根系是吸收氮素以及感受環(huán)境氮素變化最主要、直接的器官，因此植物根系結(jié)構(gòu)和生長(zhǎng)發(fā)育可能會(huì)影響植物對(duì)氮的吸收，對(duì)控制根生長(zhǎng)有關(guān)基因的鑒定與分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的解析將有利于氮效利用效率的研究。本研究中，在低氮(O04mM)和正常氮(4mM)條件下對(duì)玉米突變體rtc

3、s和野生型B73在處理12h、24h、48h、96h后進(jìn)行總蛋白含量、谷氨酰胺合成酶活力和葉綠素含量的測(cè)定。在此基礎(chǔ)上，利用RNAseq技術(shù)對(duì)上述四個(gè)時(shí)間點(diǎn)的玉米根系進(jìn)行了比較轉(zhuǎn)錄組分析，以比較野生型和突變體在正常氮水平和低氮脅迫下玉米根系的基因表達(dá)譜差異。獲得的主要研究結(jié)果如下：1在出芽后8天左右野生型和突變體根系呈現(xiàn)出明顯的形態(tài)差異，野生型有初生根和種子根，而突變體rtcs沒(méi)有種子根只有初生根，與前人觀察的rtcs突變體表型一致。而

4、突變體和野生型均在低氮比正常氮條件下主根根長(zhǎng)更長(zhǎng)，側(cè)根根數(shù)更多；低氮和正常氮條件下均是突變體比野生型主根根長(zhǎng)更長(zhǎng)，側(cè)根根數(shù)更多；且都隨著時(shí)間點(diǎn)增加差距越來(lái)越大。突變體和野生型在低氮條件下總蛋白含量和谷氨酰胺合成酶活力均低于正常氮條件；而突變體中總蛋白含量和谷氨酰胺合成酶活力在正常氮和低氮條件下均低于野生型。在兩個(gè)氮水平下，隨著時(shí)間增加野生型和突變體葉綠素總含量和葉綠素a含量均呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，且差異較大，而葉綠素b含量差異不大，說(shuō)明兩

5、個(gè)材料葉綠素總含量的差異主要由葉綠素a含量的差異引起；低氮脅迫下幼苗葉片葉綠素含量相較于正常氮條件下均下降，且低氮脅迫對(duì)突變體的葉綠素含量的影響比對(duì)野生型的影響更大。2突變體和野生型幼苗根系RNAseq結(jié)果顯示，32個(gè)樣品獲得3246Mcleanreads，有7882％8557％的reads可以映射到玉米B73參考基因組序列上，共注釋到2792128547個(gè)已知的蛋白編碼基因，其中有25285個(gè)基因在所有的實(shí)驗(yàn)時(shí)間點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)條件都有表達(dá)。