低温下玉米幼苗光合生理和膜脂代谢的分子机理研究

1 绪论 1.1 冷害的概念及类型 1.2 低温对玉米幼苗生理活性的影响 1.2.1 低温胁迫对植物体内活性氧（ROS）防御系统的影响 1.2.2 低温胁迫对玉米光合作用的影响 1.3 低温对植物膜脂代谢调控的影响 1.3.1 植物膜脂多样性研究进展 1.3.2 植物光合膜脂研究进展 1.3.3 植物膜脂合成途径调控 1.3.4 低温下植物膜脂合成途径的变化 1.3.5 低温下脂信号转导研究进展 1.4 植物低温胁迫下分子水平的调控 1.4.1 冷响应相关基因及转录因子 1.4.2 高通量测序技术在植物应答非生物逆境反应的应用 1.5 研究目的与意义 1.6 研究内容 1.6.1 低温条件下玉米叶片转录组学分析 1.6.2 低温胁迫下玉米生理响应及基因表达 1.6.3 低温胁迫玉米叶片膜脂质组分析及膜脂代谢调控网络构建 2 低温下玉米叶片转录组学分析 2.1 材料与方法 2.1.1 供试材料 2.1.2 处理条件 2.1.3 文库构建 2.1.4 文库质控和上机测序 2.1.5 测序后数据分析 2.1.6 RNA提取和实时荧光定量分析 2.1.7 数据处理与统计分析 2.2 结果与分析 2.2.1 转录组数据质量控制 2.2.2 转录组测序数据的整体分析 2.2.3 RNA-seq样品基因表达量总体分布 2.2.4 差异表达基因分析 2.2.5 差异表达基因功能注释及富集分析 2.2.6 差异表达基因的GO分类 2.2.7 差异表达基因参与的代谢途径分析 2.2.8 差异表达基因的COG分类 2.2.9 差异表达基因中转录因子分析 2.2.10 玉米冷响应基因功能注释分析 2.2.11 玉米冷调节信号基因分析 2.2.12 玉米冷响应激素调节基因分析 2.2.13 相关基因gRT-PCR.验证 2.3 小结 2.3.1 玉米叶片低温转录组分析 2.3.2 玉米叶片冷响应差异表达基因功能分类及富集分析 2.3.3 玉米叶片冷响应转录因子、信号转导以及激素调节相关差异基因分析 2.4 讨论 3 低温胁迫下玉米光合生理响应及基因表达研究 3.1 材料与方法 3.1.1 供试材料 3.1.2 处理方法 3.1.3 超氧化物歧化酶（SOD）活性测定 3.1.4 过氧化物酶（POD）活性测定 3.1.5 丙二醛（MDA）含量的测定 3.1.6 叶绿素荧光参数（Fv/Fm）的测定 3.1.7 光合特性相关指标测定 3.1.8 叶绿素含量测定 3.1.9 统计分析 3.2 结果与分析 3.2.1 低温对玉米叶片叶绿素合成及降解相关基因表达影响 3.2.2 低温对玉米叶片叶绿素及叶绿素荧光参数（Fv/Fm）的影响 3.2.3 低温对玉米叶片光合特性相关基因表达影响 3.2.4 低温对玉米叶片光合特性的影响 3.2.5 低温下玉米叶片抗氧化酶相关基因的表达 3.2.6 低温对玉米叶片抗氧化酶活性的影响 3.2.7 低温对玉米叶片丙二醛含量的影响及LOX基因表达 3.3 小结 3.3.1 玉米幼苗低温胁迫下叶片光合相关基因表达情况及光合特性分析 3.3.2 玉米幼苗低温胁迫下保护酶系统相关基因表达及酶活性分析 3.4 讨论 4 低温胁迫玉米叶片脂类相关代谢通路分析 4.1 材料与方法 4.1.1 供试材料 4.1.2 处理条件 4.1.3 玉米叶片脂质提取与分析 4.1.4 玉米脂类基因筛选方法 4.1.5 玉米脂类基因共表达分析方法 4.1.6 数据处理 4.2 结果与分析 4.2.1 玉米叶片脂类相关差异基因分析 4.2.2 22℃ vs 5℃下脂类差异表达基因变化 4.2.3 相关脂类代谢作用过程中脂类差异表达基因分析 4.2.4 低温下脂类转运蛋白基因和脂类相关转录因子的响应 4.2.5 低温处理对玉米叶片膜脂的影响 4.2.6 低温处理对玉米叶片膜脂双键指数的影响 4.2.7 22℃ vs 5℃下脂类差异表达基因与代谢物互作网络构建 4.2.8 脂质相关基因共表达网络建立 4.3 小结 4.3.1 玉米叶片低温转录组脂类相关基因差异表达分析 4.3.2 玉米叶片低温脂质组学分析 4.3.3 脂类差异表达基因与代谢物互作网络的构建 4.4 讨论 5 结论及创新点 5.1 结论 5.1.1 低温下玉米叶片转录组学分析 5.1.2 低温下玉米幼苗叶片光合相关基因表达情况及光合特性分析 5.1.3 低温下玉米幼苗保护酶系统相关基因表达及酶活性分析 5.1.4 玉米叶片低温转录组脂类相关基因差异表达分析 5.1.5 玉米叶片低温脂质组学分析 5.1.6 低温玉米膜脂相关差异表达基因与代谢物互作网络的构建 5.2 创新点 参考文献 主要符号中英文对照 彩图