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【目的】谷子适应性强,抗旱耐瘠,是起源于中国的重要作物。通过转录组测序技术分析谷子萌发不同吸水期的转录组差异,以期获得谷子萌发过程中的差异表达基因,寻找调控谷子萌发的重要代谢途径和代谢物。【方法】以晋谷20为材料,构建谷子萌发过程中开始快速吸水期、滞缓吸水期和重新大量吸水期的cDNA文库,进行转录组分析;采用K-Means开展基因表达聚类分析;利用DESeq筛选差异表达基因;通过COG、GO、KEGG等对差异表达基因进行功能注释;利用KEGG富集挖掘不同吸水期调控种子萌发的关键代谢途径和关键基因;并采用qRT-PCR验证其可靠性;用HPLC分析关键代谢物含量。【结果】转录物测序分析获得谷子萌发开始快速吸水期、滞缓吸水期和重新大量吸水期覆盖整个基因组的基因表达谱,共获得33 643个基因,识别9个具有不同表达模式的共表达基因簇。比较种子萌发的开始快速吸水期与滞缓吸水期、滞缓吸水期与重新大量吸水期、开始快速吸水期与重新大量吸水期,分别筛选出3 893、4 612和8 472个差异表达基因。KEGG富集分析表明,3个比较的差异表达基因都显著富集到phenylpropanoid biosynthesis、phenylalanine metabolism、starch and sucrose metabolism代谢途径;开始快速吸水期与滞缓吸水期、开始快速吸水期与重新大量吸水期的差异表达基因还显著富集到plant hormone signal transduction途径。并且3个比较中富集到phenylpropanoid biosynthesis和phenylalanine metabolism代谢途径的差异表达基因数都最多,其中过氧化物酶基因（peroxidase）比例最高。通过qRT-PCR对4个苯丙烷生物合成途径相关基因的分析表明,其表达趋势与转录组分析结果基本一致,其中,4-香豆酸-CoA连接酶3（4-coumarate-CoA ligase 3）在谷子种子中存在已形成mRNA,萌发吸水过程中呈先下调后上调再下调的表达趋势。苯丙烷类相关代谢物含量分析显示,芥子酸在种子中大量储备,在萌发过程中呈下调趋势;阿魏酸、对香豆酸和咖啡酸呈先上调后下调趋势。【结论】谷子萌发过程中,不同吸水期的差异表达基因显著与苯丙烷生物合成途径和苯丙氨酸代谢途径相关;其上游基因4-香豆酰-辅酶A连接酶和下游基因过氧化物酶家族成员在谷子萌发响应水分过程中发挥调控作用;中间产物芥子酸可能参与种子的休眠与萌发。 相似文献
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不同谷子品种萌发期对干旱胁迫生理响应的变化及抗旱指标筛选 总被引：1，自引：1，他引：0
为了探讨干旱胁迫对谷子萌芽期的影响,筛选抗旱谷子新品种及谷子萌芽期抗旱性相关指标,明确干旱胁迫对不同谷子品种萌发期生理特征变化影响,以20%的聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫对15个谷子品种进行了萌发期抗旱性鉴定,对相关的六个抗旱性指标进行了筛选和相关性研究,并通过测定15个品种在干旱胁迫条件下SOD、POD和CAT的活性来研究其变化情况。结果表明：以萌发抗旱指数为标准指标,15个品种谷子萌发期抗旱性基本可以分为强、中、弱3类,其中抗旱性强的3个品种分别是陇谷10号、长生07、晋谷21号;抗旱性弱的2个品种是济谷20号、长生13。在干旱胁迫条件下谷子SOD、POD和CAT活性均有所升高,其中SOD活性在抗旱性强的3个品种中值最大,在抗旱性较弱的2个品种中值最小;SOD活性升高值与萌发抗旱指数显著正相关,而POD和CAT活性升高程度与萌发抗旱指数相关性不显著。通过相关性分析表明,活力抗旱指数、相对发芽率、相对发芽势与萌发抗旱指数呈极显著正相关,而相对胚芽长、相对胚根长与萌发抗旱指数之间没有明显的相关性。综上,在相关的六个抗旱性指标中,谷子抗旱的标准指标是萌发抗旱指数,谷子萌发期抗旱性鉴定的首要指标为活力抗旱指数和相对发芽率,次级指标则是相对发芽势,参考指标为相对胚芽长和相对胚根长。 相似文献
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PEG-6000胁迫下玉米品种萌发期抗旱性鉴定与评价 总被引：5，自引：4，他引：1
以收集的52个推广应用的春播玉米为供试材料,运用渗透压为0.5 MPa的PEG-6000模拟干旱胁迫,测定各品种发芽率、耐旱萌发指数等10个鉴定指标。以鉴定指标的相对值作为抗旱性评价指标,应用多种分析方法对各指标进行比较分析并对品种进行综合评价和分类。结果表明,干旱胁迫下各指标均受到不同程度的影响,其中,发芽势可用于玉米萌发期抗旱性的快速与初步鉴定。发芽势、发芽率、发芽指数与耐旱萌发指数4项指标可作为抗旱能力的主要鉴定指标,种子吸水率与胚根胚芽长、贮藏物质运转率可作为间接抗旱鉴定指标。根据供试品种隶属函数值,利用聚类分析将其分为4个不同的耐旱等级,筛选出17个抗旱型品种。 相似文献
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山西省春玉米机械粒收品种筛选与大田示范 总被引：3，自引：1，他引：2
为筛选适合山西春玉米区机械粒收品种,2012~2017年在山西长治、襄垣、长子、晋城等4地连续开展8个点次、合计141个品种/组合254个品次的品种筛选试验,以收获时子粒含水率和产量水平作为选择指标,分别进行双向平均法选择和先玉335对照法双向选择,并对141个参试品种进行分类。于2015~2017年在晋城泽州和高平2地对5个代表性品种开展机械籽收大田示范,结果表明,在141个参试品种中,子粒含水率低于平均值、单产高于平均值的合计48个,占比34.0%;与当地对照品种先玉335作对比,产量高于对照、子粒含水率低于或等于对照的品种有10个,占比7.1%。机械粒收大田示范中,平均子粒破碎率为5.15%,略高于国标(GBT-21961—2008)规定的5%水平;产量损失率均值为2.76%,低于5%的国标要求;子粒含水率均值为22.6%。 相似文献
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为了明确谷子各器官干物质量分配情况及其与产量的关系,本研究以6个比较有代表性的品种为研究对象,对其单株干物质量、收获指数、各器官干物质分配情况和产量的差异进行了比较研究。结果显示:不同品种谷子各器官干物质量分配规律基本一致,即穗比例>茎比例>叶比例>叶鞘比例抑根比例。杂交种‘长杂谷466’(CZ466)收获指数、单穗重和产量均是最大,株高较低;常规种‘长生13’(CS13)株高最低,产量及收获指数较高。所有品种谷子穗干物质量与单株总干物质量均显著正相关;叶鞘干物质量与穗干物质量均呈显著正相关。综上表明CZ466和CS13是2个产量高、株高矮、收获指数高的优良品种;推断谷子叶鞘和单株总干物质量与产量有较密切的相关性,其他器官干物质量与产量的相关性因品种而异。 相似文献
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为了探讨干旱胁迫对谷子萌芽期的影响,筛选抗旱谷子新品种及谷子萌芽期抗旱性相关指标,明确干旱胁迫对不同谷子品种萌发期生理特征变化影响,以20%的聚乙二醇（PEG-6000）模拟干旱胁迫对15个谷子品种进行了萌发期抗旱性鉴定,对相关的六个抗旱性指标进行了筛选和相关性研究,并通过测定15个品种在干旱胁迫条件下SOD、POD和CAT的活性来研究其变化情况。结果表明：以萌发抗旱指数为标准指标,15个品种谷子萌发期抗旱性基本可以分为强、中、弱3类,其中抗旱性强的3个品种分别是陇谷10号、长生07、晋谷21号;抗旱性弱的2个品种是济谷20号、长生13。在干旱胁迫条件下谷子SOD、POD和CAT活性均有所升高,其中SOD活性在抗旱性强的3个品种中值最大,在抗旱性较弱的2个品种中值最小;SOD活性升高值与萌发抗旱指数显著正相关,而POD和CAT活性升高程度与萌发抗旱指数相关性不显著。通过相关性分析表明,活力抗旱指数、相对发芽率、相对发芽势与萌发抗旱指数呈极显著正相关,而相对胚芽长、相对胚根长与萌发抗旱指数之间没有明显的相关性。综上,在相关的六个抗旱性指标中,谷子抗旱的标准指标是萌发抗旱指数,谷子萌发期抗旱性鉴定的首要指标为活力抗旱指数和相对发芽率,次级指标则是相对发芽势,参考指标为相对胚芽长和相对胚根长。 相似文献
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以具有相同遗传基础的玉米种质为基础材料,利用外引诱导系高诱1号、2号与5号为父本进行人工诱导,通过子粒外观形态鉴定,获得准单倍体子粒。选取高诱5号诱导的单倍体子粒为材料,设置秋水仙素浸种加倍、除草剂加倍与自然加倍3个试验。结果表明,3份诱导系材料的单倍体诱导率存在很大差异,诱导率最高达10.42%,最低为4.78%。0.06%浓度的秋水仙素浸种12 h处理加倍效果最好,加倍率为11.76%;80μmol/L甲基胺草磷在三叶期和五叶期用滴心法处理幼苗加倍效果次之,为8.09%;自然加倍率最低,仅为3.06%。 相似文献