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干旱环境下植物水分利用特征及其适应水分胁迫的分子机制研究

编号:91125028 | 类型:国家自然科学基金“黑河流域生态-水文过程集成研究”重大研究计划

沙冬青干旱胁迫响应的转录组学特征

通过Hiseq2000对沙冬青叶片和根系进行高通量转录组测序,发现了44959个unigene。并通过数据库比对,对其中的43192个unigene进行功能注释。发现干旱处理下,在叶片和根中差异表达的基因(表达量上调或下调2倍以上)分别有1035个和1210个。这些差异表达的基因集中于与物质运输、胁迫响应以及代谢过程,分子结构活性等方面。鉴定出干旱胁迫下差异表达的(专一性)响应基因40个。通过对沙冬青转录因子的分析,还发现沙冬青包含50个转录因子家族,1575个转录因子。在叶片中7个转录因子表达量上升,50个下降;在根中有11上升,33个下降。

沙冬青的干旱胁迫响应特征

通过对沙冬青根系、茎部以及叶片的组织切片观察,发现沙冬青具备高效吸收、运输和储备水分的形态学特征。通过对沙冬青生理生化的研究初步明确了干旱胁迫条件下,沙冬青通过渗透调节以适应水分胁迫生理和分子机制。通过对沙冬青在干旱条件下的生理特性研究,发现了脯氨酸积累随干旱胁迫过程的变化规律,其可能作为重要的渗透调节物质参与沙冬青适应水分胁迫的调节机制。进而克隆获得了参与沙冬青脯氨酸合成、代谢及转运过程的7个全长基因。

沙冬青的干旱胁迫响应的蛋白组学特征

本项目以典型荒漠植物沙冬青为研究对象,通过对沙冬青的蛋白提取纯化体系进行优化,采用IEF和2-D双向电泳技术获得沙冬青可溶性蛋白电泳图,分析得到了在干旱胁迫下差异表达的蛋白质点,为后续质谱鉴定蛋白的功能、构建沙冬青水分胁迫响应网络提供技术上的保障。