论文部分内容阅读
日本结缕草具有耐践踏性和快速恢复生长特性,为探究其损伤后适应生长的机制,对日本结缕草响应机械损伤的防御和恢复生长特性进行研究。通过将转录组数据转化为mapman所识别的ID对机械损伤日本结缕草引起的细胞壁合成、β-1,3-葡聚糖酶、蛋白酶、次生代谢物、转录因子等相关差异基因进行可视化表达,以及分析抗氧化系统中的H202酶的变化来探究机械损伤日本结缕草的防御机制;采用酶联免疫法和实时荧光定量的手段探讨GA3和BR在机械损伤的日本结缕草叶片中调控叶片生长的响应,以及GA3和ABA在茎端中促进叶原基生长的作用。得到以下结论:1.归类至 20-stress、26-misc 的 unigenes 分别占总体 unigenes 的 1.22%和 1.77%,其中注释至26-misc这一类的基因主要编码葡糖基转移酶、β-1,3-葡聚糖降解酶、抗氧化物酶、加氧酶、脱氢酶等一系列关键酶,并且有1871个差异基因在2h和6h共同表达,共同参与日本结缕草的防御恢复机制。2.机械损伤日本结缕草在2h和6h引起受损叶片中一系列受体激酶和各类第二信使的差异基因快速表达,传递信号至病程相关蛋白和热激蛋白参与对病菌生物胁迫和高温等非生物胁迫的抗逆性。3.受损叶片在2h和6h时快速合成细胞壁前体以及次生代谢中的木质素单体,有155个与细胞壁合成相关的差异基因,其中9个差异基因在由UDP-葡聚糖向细胞壁单体转化过程中全程上调,34个差异基因参与由苯丙氨酸转变为各类木质素单体的合成过程,。4.有149个差异基因参与次生代谢合成途径中产生的萜类化合物、酚类化合物、含氮化合物,有利于防御自身和抵御食草动物和氧化物质的伤害。5.与β-1,3-葡聚糖酶相关的差异基因共有26个,在2h反应较6h而言比较为剧烈;归类至蛋白酶系统的差异基因就有138个,而注释到泛素化蛋白酶系统相关的差异基因只有55个;与H2O2酶相关的25个差异基因有24个差异基因得到GO注释,并且CAT、POD分别在短期内2h、6h起到清除H202的作用,APX的反应活性不明显。6.在机械损伤叶片引起的主要的三种的转录因子中,通过将转录组数据载入至mapman中得到的注释与转录组数据中的Swiss-Prot数据库注释相同,与部分Nr数据库注释相同。通过分析发现AP2/EREBP转录因子有13个差异基因,N4C转录因子有8个差异基因,WRKY转录因子有11个差异基因。通过数据库注释表明日本结缕草在遭受机械损伤时AP2/EREBP和WRK类转录因子能够增强对非生物胁迫和生物胁迫的应答能力,增强抗逆性,并且NAC类转录因子传递信号至茎端分生组织并调控其生长。7.ZjAP2在2h后参与调控ABA途径和GA途径,并且低水平的ZjBZR1在2h后反馈刺激BR的合成途径,使得GA和BR参与受损叶片的生长过程。8.ABA/GA3在2h后参与叶原基的形成,以及在2h后ZjKNO和ZjIPT7活跃表达参与干细胞分化形成叶原基的过程。