2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、谷子(Setaria italica L.)是我國北方地區(qū)一種重要的農(nóng)作物,其生長和發(fā)育受病原菌、重金屬、干旱等多種逆境影響。谷子粒黑穗病是谷子產(chǎn)區(qū)的一種常見真菌病害,嚴重影響谷子的產(chǎn)量和品質(zhì)。研究谷子對黑穗病菌的防御機制、挖掘谷子抗黑穗病的關(guān)鍵基因有助于系統(tǒng)闡述谷子抗黑穗病的分子機理,能夠為谷子抗病遺傳育種提供一定的理論依據(jù)。此外,隨著工業(yè)的快速發(fā)展及工業(yè)三廢的排放,農(nóng)田鎘污染日益嚴重。鎘對谷子的危害及干預(yù)措施的研究成為谷子栽培中必須

2、面臨的現(xiàn)實問題。谷子在栽培過程中由于其籽粒小,需要大播種量來保證全苗,再通過人工間苗達到適宜的留苗密度。人工間苗是一種繁瑣的工作,根據(jù)化控免間苗技術(shù)特點,篩選一種藥物對谷種進行處理,實現(xiàn)谷子的免間苗或少間苗,對減輕人工勞動力具有重要意義。
  本文以對黑穗病抗、感差異明顯的冀谷20號和長農(nóng)35號兩個谷子品種為材料,通過高通量測序技術(shù)研究黑穗病菌侵染對谷子基因表達譜的影響;并以長農(nóng)44谷子幼苗為材料,研究外源SO2衍生物對鎘(Cd)

3、致谷子幼苗毒性的緩解效應(yīng)及相關(guān)機制。另外,對15種本地常用的谷子品種進行GML藥物處理,研究GML藥劑對谷種出苗及留苗的影響,篩選GML藥物發(fā)揮間苗作用的處理條件。主要研究結(jié)果如下:
  1、選高抗品種冀谷20和高感品種長農(nóng)35對照組正常植株和拌菌組發(fā)病植株的小穗的穗梗,利用BGISEQ-500RS測序平臺檢測其基因表達譜發(fā)現(xiàn):和對照組相比,染病植株冀谷20有420個基因差異表達,其中顯著上調(diào)表達的基因有209個,顯著下調(diào)表達的基

4、因有211個;染病植株長農(nóng)35有101個基因顯著上調(diào)表達,253個基因顯著下調(diào)表達。冀谷20的上調(diào)表達基因數(shù)多于長農(nóng)35。對差異表達基因GO功能注釋表明,映射在細胞(Cell)、細胞組成(Cell part)和細胞器(Organelle)功能方面的差異表達基因數(shù)較多。對差異表達基因KEGG pathway分析發(fā)現(xiàn),在抗病相關(guān)代謝途徑的植物與病原菌互作途徑(Plant-pathogen interaction,ko04626)和植物激素信

5、號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑(Plant hormone signal transduction,ko04075)富集的基因較多,其次,在抗病相關(guān)的苯丙烷類合成途徑(Phenylpropanoid biosynthesis,ko00940)也有基因富集。從中篩選出6個與抗病相關(guān)的基因,分別為F5H、CML、RPM1、WRKY29、DELLA和BSK,它們在染病植株冀谷20中均顯著上調(diào)表達,而在長農(nóng)35中下調(diào)或無明顯變化。對轉(zhuǎn)錄因子的表達分析發(fā)現(xiàn),冀谷20

6、在對黑粉菌響應(yīng)時的轉(zhuǎn)錄因子種類和數(shù)量均多于長農(nóng)35。
  2、在濃度250μmol·L-1和500μmol·L-1的Cd脅迫下,谷子幼根和地上組織生長受到明顯抑制,且膜脂過氧化增加;與Cd單獨處理組相比,用500μmol·L-1SO2衍生物預(yù)處理后,Cd對根及地上組織的生長抑制作用減弱,MDA含量下降,根中谷胱甘肽(GSH)含量提高,過氧化物酶(POD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)和谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶(GST)等酶活性提高,滲透調(diào)

7、節(jié)物質(zhì)可溶性糖和脯氨酸含量明顯增加,地上組織GSH含量和POD、GST酶活性均提高。結(jié)果表明:SO2可通過上調(diào)抗氧化酶系統(tǒng)的POD、GPX活性清除ROS和增加可溶性糖和脯氨酸含量保持細胞滲透平衡,并通過維持較高的GSH水平和提高GST活性來減少Cd引發(fā)的氧化損傷,增強Cd解毒能力。
  3、谷子是小粒作物,田間播種量大,適宜的留苗密度對谷子的生長及高產(chǎn)有著重要作用。為提高人工間苗勞動效率,篩選到一種化學(xué)藥物GML,可降低谷子的留苗

8、密度。對GML藥效的研究表明,GML浸泡谷種后對15種本地常用谷子的出苗率無明顯影響,不同濃度GML對谷苗的留苗率影響不同。高濃度GML短時間內(nèi)可使谷苗死亡,而低濃度GML較長時間作用亦導(dǎo)致谷苗出土后死亡。進一步研究發(fā)現(xiàn),藥浸谷種和正常谷種混勻播種后,正常谷種出土后谷苗生長良好,藥浸谷種也正常發(fā)芽出土,但谷苗在短期內(nèi)自行死亡,可發(fā)揮間苗作用。
  通過對GML藥物的不同處理條件進行研究,選出了GML適宜濃度為0.7‰~4.0%,浸

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