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生物炭处理下玛瑙红樱桃根系基因的差异表达

来源：花匠小妙招时间：2025-02-19 15:03

生物炭处理下玛瑙红樱桃根系基因的差异表达

【摘要】： 生物炭是由农林废弃物在低氧或厌氧条件下高温热解产生的一种不溶性固态物质。一方面,生物炭自身含有一定量的矿质元素(如N、P、K和一些微量元素),可为植物生长发育提供良好的元素供应;另一方面,生物炭具有特殊孔径结构可为土壤微生物提供良好的栖息环境,改变土壤微生物活性和群落结构组成,进而影响植物生长。玛瑙红樱桃(Cerasus pseudocerasus Lindl.‘Manaohong’)是贵州选育的耐贮运优良樱桃品种,在贵州省的种植面积已超过25万亩,表现出巨大的经济效益。课题组前期从生理水平上研究发现,土壤中添加秸秆生物炭可改善玛瑙红樱桃幼苗的生长生理特性,促进其生长,提高其抗性。本研究从分子水平探讨生物炭对玛瑙红樱桃根系的影响;同时,引入“无营养”生物炭,探究生物炭结构特性与营养成分特性对其在发挥作用过程中的贡献差异。主要研究内容如下:1.对玛瑙红樱桃幼苗地上部生长快速期(6月份)和根系生长快速期(9月份)的根系进行转录组测序,共获得154,724个unigene,并在NR、Swiss-proft、Pfam、GO、COG、KEGG等6大数据库中,注释得到这些unigene主要富集的代谢通路。2.分别在6月份和9月份转录组数据中,各随机挑选12个unigene进行qRT-PCR验证,发现表达量变化趋势与转录组结果一致。通过对不同处理的转录组数据比较,并对差异基因进行KEGG及GO富集,得到显著富集的代谢通路:类黄酮合成代谢途径、激素信号转导通路、苯丙酸生物合成等。3.对“营养”生物炭、“无营养”生物炭及对照处理间的差异基因进行分析发现:与对照处理相比,“营养”生物炭处理在6月份共筛选到5,715个DEGs,9月份共筛选到544个DEGs;“无营养”生物炭处理在6月份筛选到3,363个DEGs,9月份筛选到279个DEGs。“营养”生物炭和“无营养”生物炭处理相比,6月份筛选1,536个DEGs,9月份筛选到309个DEGs。4.“营养”生物炭与“无营养”生物炭处理相比,6月份有ANR、ANS、CHS1、CHS2、FLS等5个差异表达基因富集在类黄酮生物合成途径种,其中CHS2表达量差异最为显著;9月份差异基因主要富集在氰胺酸代谢途径。5.通过巢氏PCR技术从玛瑙红樱桃中克隆了查尔酮异构酶基因的cDNA序列,命名为CpCHS2(Gene登录号:MT112906)。CpCHS2 cDNA序列全长1,176bp,编码391个氨基酸。CpCHS2蛋白属疏水性蛋白且不具有跨膜区,主要定位在细胞质中。进化分析表明,CpCHS2樱桃和同属蔷薇科的红叶李及碧桃的亲缘关系较近。6.qRT-PCR分析表明,CpCHS2在不同发育阶段、不同组织中均有表达。“营养”生物炭处理下,在不同发育阶段中根系及叶片中的表达量均高于“无营养”生物炭及对照组。

【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2020

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