中国辣椒和柔毛辣椒对温度胁迫响应的初步分析

作     者：高崇伦 

作者单位：海南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：尹黎燕

授予年度：2020年

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090202[农学-蔬菜学] 

主      题：中国辣椒 柔毛辣椒 转录组 代谢组 

摘      要：辣椒（Capsicum L.）是一种重要的蔬菜作物,热害、寒害等逆境危害其生长发育,导致产量和品质降低。在辣椒的五个栽培种中,温度胁迫对一年生辣椒（Capsicum annuum L.）影响的研究较多,但对中国辣椒（Capsicum chinense Jacq.）和柔毛辣椒（Capsicum pubescens Ruiz.＆Pav.）研究较少。在本研究中,通过生理生化、超微结构、转录组、代谢组的检测与分析,探究这两个辣椒栽培种对温度胁迫的响应。主要研究结果如下:1.对辣椒叶片形态、生理指标和透射电镜观察分析发现:温度胁迫下,中国辣椒（HNUCC0001）耐受性较强,柔毛辣椒（HNUCP0001）的植株形态变化更明显,抗氧化系统的响应也更强烈。2.比较转录组分析表明:高温胁迫下,中国辣椒（HNUCC0001）的差异表达基因的数量与胁迫时长无明显关系;而柔毛辣椒（HNUCP0001）高温胁迫时间越长,差异表达基因的数量越多。低温胁迫下,中国辣椒（HNUCC0001）和柔毛辣椒（HNUCP0001）中差异表达基因的数目均随着胁迫时间的延长而不断增加,且柔毛辣椒（HNUCP0001）中的显著性差异表达基因更多。3.对转录因子的研究发现,AP2、bZIP、MYB、WRKY对高温或低温胁迫都有一定的响应但调节方式略有不同,相关基因的表达量与胁迫方式无明显关系。HSF作为高温胁迫转录因子,相关基因对高温胁迫有不同程度的响应;CBF作为与低温胁迫相关的转录因子,存在差异表达。推测中国辣椒（HNUCC0001）和柔毛辣椒（HNUCP0001）对温度胁迫的不同响应与这些胁迫相关转录因子的不同表达模式有关。4.差异表达基因的KEGG富集分析表明:高温胁迫下,玉米素生物合成、苯丙素生物合成、脂肪酸延长作用、植物激素信号转导等通路被显著富集;低温胁迫下,植物-病原互作、MAPK植物信号通路、植物激素信号转导、二萜生物合成等通路被显著富集。5.比较代谢组分析表明:温度胁迫下,植物激素信号传导途径中鉴定到了 3种差异积累的代谢物,分别是生长素、脱落酸和茉莉酸。高温胁迫下,柔毛辣椒（HNUCP0001）中的茉莉酸上调表达;低温胁迫下,中国辣椒（HNUCC0001）中的脱落酸下调表达,柔毛辣椒（HNUCP0001）中的茉莉酸上调表达。6.对中国辣椒中的HSF家族进行了全基因组分析,鉴定出28个基因。比较转录组分析表明,有24个基因对高温胁迫（43℃）作出响应。