發(fā)布時間：2020-11-20 07:29

　　 海州香薷是我國南方銅礦床生長的一種耐銅植物,俗稱“銅草”,因為它在植物修復(fù)銅污染土壤中起著至關(guān)重要的作用,銅是一種重要的金屬。然而,大多數(shù)對海州香薷耐銅的研究還未涉及其銅脅迫下轉(zhuǎn)錄基因的動態(tài)變化,很少有研究從遺傳學(xué)和轉(zhuǎn)錄組的角度分析和探討銅耐受性的相關(guān)機制。一方面,本研究利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)探究海州香薷對銅的耐受性。研究組裝了海州香薷幼苗的根基因,在三種不同銅濃度(T1:10μmol/L Cu2+、T2:50 μmol/L Cu2+、T3:100 μmol/LCu2+)脅迫下處理7天后,以及對照組(CK)幼苗的根基因的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),從海州香薷的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)注釋中得到58,525個unigenes。對差異表達基因的進行功能分析,包括海州香薷銅脅迫組間差異基因GO功能顯著性富集分析和Pathway顯著性富集分析。差異表達基因顯著富集的通路主要是與核糖體、吞噬體、氮代謝、角質(zhì)、木栓質(zhì)及蠟質(zhì)生物合成、細胞分裂素合成、泛醌和其他萜類化合物-醌生物合成、光合作用-觸角蛋白、光合作用、光合作用中的碳固定、α-亞麻酸代謝等代謝通路。這些代謝通路間相互聯(lián)系,協(xié)同作用。對照組相比,三個實驗組分別篩選出16、9、15個差異表達的銅相關(guān)金屬離子轉(zhuǎn)運蛋白基因。光合作用-觸角蛋白、光合作用、光合作用的碳固定以及α-亞麻酸代謝等差異表達基因顯著富集的KEGG通路與葉綠體密切相關(guān)。這些為后續(xù)研究提供轉(zhuǎn)錄組水平的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及可能參與銅脅迫抗性的相關(guān)基因和通路。另一方面,本研究利用二代測序完成了海州香薷葉綠體基因組的從頭組裝,完整的海州香薷葉綠體基因組長度為150,761 bp(GC含量37.8%)。反向重復(fù)序列(IRs)25,572 bp,單拷貝區(qū) 17,473 bp(SSC)和82,144 bp(LSC),包含87個蛋白編碼基因、38個tRNA基因和8個rRNA基因。海州香薷葉綠體基因組中有30個長重復(fù)序列(LSR)和65個簡單重復(fù)序列(SSR)。通過對11種唇形科植物的葉綠體基因組進行了比較分析,唇形科植物IRs區(qū)序列保守性高于LSC和SSC區(qū)。系統(tǒng)發(fā)育分析表明,海州香薷在進化關(guān)系上與紫蘇屬更近。海州香薷葉綠體基因組完整序列分析也為其他超積累植物的基因組學(xué)和遺傳學(xué)方面的研究奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：Q943.2
【部分圖文】：

用Ｉｌｌｕｍｉｎａ二代測序平臺，ｐａｉｒ－ｅｎｄｌ５０ｂｐ測序策略，獲得轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，進而進行??后續(xù)數(shù)據(jù)分析。??本研究的技術(shù)路線如圖１．２所示。??野生海州香薷????＾一??￣＞??種Ｉ子?新鮮ｊｈ片??水培．銅脅迫處理幼苗?提�。模危粒�?＿代丨丨ｌｕｍｉｎａ平臺，ＰＥ１５０測序??提�。遥巍�Ａ，二代丨ｌｌｊｍｉｎａ平臺，ＰＥ丨５０測序?髙通Ｕ數(shù)據(jù)??轉(zhuǎn)??轉(zhuǎn)錄纟ｊ■數(shù)據(jù)??Ｐｅｒｌ，ｎｏｖｏｐｌａｓｔｙ?基??錄料組?甚差基?５差分典?”?因??＾?裝?｜?異因?男異備算?海州香裔完整葉綠體基因沮序列?組??－＂Ｉ—藝—Ｓ巻?｜?ｓ?◎?qū)W??＾?量?基量?路基?轉(zhuǎn)?因?學(xué)的唇?統(tǒng)??評?因估分０?｜?組?分比形?ｔ??＼?ｆ?Ｉ?ｉｘｔ?析｜?因?慧?析｜??１?析?分子?傳?基其?４??獲得錮脅迫下海州香薷?｜?ｋ?、丨?１＆?因他?化??轉(zhuǎn)錄組序列?銅耐性機制１?有奐的基因、?＞－?－－Ｔ?－分??代謝通路?＇轉(zhuǎn)運蛋白?

采取的數(shù)據(jù)過濾條件為（ｉ）去除接頭污染的Ｒｅａｄｓ；?（ｉｉ）去除低質(zhì)量的Ｒｅａｄｓ；?（ｉｉｉ）??去除Ｎ比例大于５％的Ｒｅａｄｓ。過濾得到的干凈數(shù)據(jù)（ＣｌｅａｎＤａｔａ）（附圖１），本??實驗所測的１２個轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)質(zhì)控后，其Ｑ３０均在９４％以上（附圖２），測序堿基??分布無ＡＴ、ＧＣ的分離（附圖３）。因此，原始下機數(shù)據(jù)過濾后的干凈數(shù)據(jù)（ｃｌｅａｎ??ｄａｔａ）可用于轉(zhuǎn)錄本的組裝。??２．３．１．２轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)組裝及組裝質(zhì)量控制與評估??利用Ｔｒｉｎｉｔｙ組裝上步得到的數(shù)據(jù)，相關(guān)命令行見表２．２。組裝后得到的初步結(jié)??果分別進行組裝結(jié)果基本信息統(tǒng)計、比對率分析、均一性分析、準(zhǔn)確性評估、注??釋比例評估、嵌合體比例評估、核心蛋白比對率評估、注釋完整性評估等（相關(guān)??數(shù)據(jù)見附圖）。圖２．１Ａ說明組裝的ｃｏｎｔｉｇ長度分布，組裝的Ｎ５０長度為２，００７ｂｐ?，??組裝的平均長度為１，２８０?ｂｐ；?２．１Ｂ顯示組裝ｕｎｉｇｅｎｅ的長度分布，其中Ｎ５０為??ｌ，８４０ｂｐ；?２．１Ｃ表示測序的核酸序列的隨機程度即均一性。從該圖中可看出當(dāng)前測??序深度下，潛在轉(zhuǎn)錄本的均一性較好。圖２．１Ｄ說明過濾的數(shù)據(jù)中７８．４％的數(shù)據(jù)映??射到了組裝的ｃｏｎｔｉｇ上，從以上數(shù)據(jù)可以看出本次的１２個樣品轉(zhuǎn)錄組組裝質(zhì)量較??好

序列的似然函數(shù)的ｌｏｇ值大于０；選�。秱�ＯＲＦ中得分最高的；當(dāng)一個ＯＲＦ完全??包含另一個，輸出最長的一個。對預(yù)測出來的ＯＲＦ序列統(tǒng)計其長度分布，其結(jié)果??如圖２．２所示。通過上文描述方法在丨２個海州香薷樣品的ｉｍｉｇｅｎｅ尋找ＯＲＦ，共找??到３３，８５３條序列，長度從２９７ｂｐ到１６，１７６ｂｐ不等，平均長度為９１４ｂｐ，其中Ｎ５０??是?ｌ，１８２ｂｐ，Ｎ９０?是?４２９ｂｐ。??ＯＲＦ?Ｌｅｎｇｔｈ?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ??〇?Ｊ￣９??ｍｉｎ?ｌｅｎｇｔｈ：?２９７??ｍａｘ?ｌｅｎｇｔｈ：?１６１７６??＿?．?Ｎ５０：?１１８２??Ｎ９０：?４２９??〇）?〇?，?ｍｅａｎ?ｌｅｎｇｔｈ：?９１４??Ｉ?２?？??３??Ｚ?：??§§?：??５?？??Ｓ＊?＼??１０??〇?＼??ｓ?Ｖ??ｏ?’??０?５０００?１００００?１５０００??ＯＲＦ?Ｌｅｎｇｔｈ??圖２．２?ＯＲＦ長度分布??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?ＯＲＦ?Ｌｅｎｇｔｈ?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ??１５??
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張慶費;何明珠;姚一麟;;銅污染修復(fù)植物 海州香薷[J];園林;2010年06期

2 龔慕辛,朱甘培;海州香薷化學(xué)成分的研究[J];中草藥;1998年04期

3 潘小翠;肖佳莘;包元杰;;銅對海州香薷生長、根系形態(tài)以及銅積累的影響[J];臺州學(xué)院學(xué)報;2017年06期

4 庫英冰;;銅脅迫下海州香薷植株的抗性及轉(zhuǎn)化酶活性差異研究[J];上海環(huán)境科學(xué);2016年04期

5 崔國強;造就更多的書法人才[J];人事與人才;1994年11期

6 白樹敏;吳昭謙;;銅礦指示植物海州香薷發(fā)現(xiàn)的意義[J];生物學(xué)雜志;1991年05期

7 唐世榮;重金屬在海州香薷和鴨跖草葉片提取物中的分配[J];植物生理學(xué)通訊;2000年02期

8 謝學(xué)錦;徐邦樑;;銅礦指示植物海州香薷[J];地質(zhì)學(xué)報;1952年04期

9 趙亮;李芝;錢令波;葉治國;章國林;彭紅云;夏強;王會平;;海州香薷總黃酮對大鼠離體心臟缺血/再灌注損傷的保護作用[J];中國應(yīng)用生理學(xué)雜志;2014年02期

10 李佳;劉紅燕;張永清;;頂空固相微萃取-氣質(zhì)色譜聯(lián)用技術(shù)分析海州香薷與石香薷中揮發(fā)性成分[J];中國實驗方劑學(xué)雜志;2013年16期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 江龍飛;海州香薷根際微生物群落結(jié)構(gòu)特征及其在復(fù)合污染（銅、菲、多氯聯(lián)苯）土壤修復(fù)中的潛在應(yīng)用研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

2 施積炎;海州香薷和鴨跖草銅吸收機理和分子形態(tài)研究[D];浙江大學(xué);2004年

3 彭紅云;香薷植物耐高銅毒害的機制及修復(fù)植物材料資源化利用前景[D];浙江大學(xué);2005年

4 武貝;海州香薷Cu耐性與積累機制研究[D];浙江大學(xué);2009年

5 姜理英;典型香薷屬植物對銅的耐性和吸收特性及污染土壤植物修復(fù)機理研究[D];浙江大學(xué);2003年

6 夏妍;海州香薷耐銅性和金屬硫蛋白基因克隆及功能分析[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

7 唐明燈;重金屬污染土壤海州香薷誘導(dǎo)修復(fù)及其堆肥應(yīng)用研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

8 劉婷婷;細胞壁在海州香薷銅耐性中的作用及解毒機理研究[D];浙江大學(xué);2014年

9 楊建軍;污染土壤重金屬分子形態(tài)及其根際轉(zhuǎn)化機制研究[D];浙江大學(xué);2011年

10 丁園;污染土壤中銅、鎘的植物有效性及其調(diào)控研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 丁樂樂;海州香薷耐銅性轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究及其完整葉綠體基因組解讀[D];浙江大學(xué);2019年

2 王穗子;叢枝菌根真菌對海州香薷（Elsholtzia splendens）適應(yīng)銅脅迫機理研究[D];西南大學(xué);2015年

3 黃麗陶;銅抗性菌的初步篩選及其對海州香薷植物生長和銅吸收的影響[D];湖北大學(xué);2015年

4 梁慧娟;多代銅脅迫及叢枝菌根真菌對海州香薷后代適合度的影響[D];山西師范大學(xué);2017年

5 張雪紅;銅耐性植物海州香薷黃酮糖苷(糖醛酸苷)的提取分離鑒定[D];浙江大學(xué);2016年

6 王娟;海州香薷金屬硫蛋白的原核表達純化及其多克隆抗體的制備[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

7 楊遠強;納米氧化銅的植物吸收累積與毒性效應(yīng)初探[D];浙江大學(xué);2012年

8 劉燕紅;改良劑調(diào)控對海州香薷修復(fù)銅鎘復(fù)合污染紅壤的影響[D];南昌航空大學(xué);2010年

9 翁高藝;香薷屬植物對污染重金屬耐性和吸取修復(fù)作用研究[D];浙江大學(xué);2004年

10 錢猛;海州香薷（Elsholtzia haichowensis）的耐銅機理及其在植物修復(fù)中的應(yīng)用[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

本文編號：2891155