發(fā)布時(shí)間：2020-10-16 18:20

　　 中國(guó)水仙(Narcissus tazetta var.chinensis)是傳統(tǒng)十大名花之一,以其獨(dú)特的形態(tài)和香氣為人們所熟知,具有較高的觀賞、文化和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。中國(guó)水仙為三倍體,遺傳背景復(fù)雜,在一定程度上限制了其育種和相關(guān)理論的研究。對(duì)于花卉植物而言,成花是最為重要的過(guò)程,但目前關(guān)于水仙成花分子機(jī)制的研究很少,本研究利用illumina技術(shù)對(duì)中國(guó)水仙'金盞銀臺(tái)'的花芽進(jìn)了高通量轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的生物信息學(xué)分析發(fā)掘出多個(gè)與中國(guó)水仙花芽分化關(guān)系密切的基因,在此基礎(chǔ)上選擇了其中部分基因,進(jìn)行了不同組織器官和花芽不同分化時(shí)期的表達(dá)模式分析;克隆了中國(guó)水仙成花相關(guān)基因SOC1和AGL6的同源基因,進(jìn)行了表達(dá)模式和轉(zhuǎn)基因分析。主要研究結(jié)果如下:1.中國(guó)水仙成花基因的篩選利用illumina高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)中國(guó)水仙的主芽進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,共得到 289,544 條 Transcript 和 123,544 條 Unigene,有 36,059 條Unigene能比對(duì)到7個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中,從中篩選出90個(gè)與中國(guó)水仙開花相關(guān)的基因。2.中國(guó)水仙成花基因表達(dá)分析利用熒光定量PCR技術(shù)分析了 11個(gè)從中國(guó)水仙轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫(kù)中鑒定出的與成花調(diào)控密切相關(guān)的基因。在中國(guó)水仙成花誘導(dǎo)階段,DELLA、GA2ox、SPY、TOE2基因在葉芽期表達(dá)量較高,隨著分化的進(jìn)行表達(dá)量逐漸降低。EMF2表現(xiàn)出先降低后升高再降低的趨勢(shì),FT1在花芽分化過(guò)程中呈現(xiàn)逐漸升高后又降低。AP1基因在分化前期表達(dá)量變化不明顯,在7月底達(dá)到了峰值。SVP基因則在分化的過(guò)程中呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)。SPL3和SPL9基因在分化前期降低,當(dāng)分化正式開始后逐漸升高,并且都在7月30日到達(dá)峰值。DELLA在水仙的葉片中的表達(dá)量最高,在鱗莖中表達(dá)量最低;GA2ox主要根和花蕾中表達(dá);2個(gè)SPY同源基因在不同組織的表達(dá)相對(duì)一致,都是在葉片、花蕾和開發(fā)的花中表達(dá)量較高。EMF2在開放的花、葉片、花蕾、根、鱗莖表達(dá)量依次降低。FT1在葉片中的表達(dá)量最高;AP1在花蕾中有相對(duì)較高的表達(dá)量;SVP基因在根和花蕾中的表達(dá)量較高。SPL3在開放的花中表達(dá)量最高;SPL9在葉片中表達(dá)量最高;TOE2在根、葉片、花蕾和花中表達(dá)量較高,尤其是花蕾。3.中國(guó)水仙SOC1基因的克隆、表達(dá)和功能分析本研究利用RACE和RT-PCR技術(shù)獲得了中國(guó)水仙SOC1同源基因NtSOC1的全長(zhǎng)。熒光定量分析表明NtSOC1基因在中國(guó)水仙葉片和根中的表達(dá)量較高,在花芽分化過(guò)程中表達(dá)量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),其中NtSOC1的表達(dá)量在7月底達(dá)到峰值;通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化洋蔥內(nèi)表皮對(duì)編碼蛋白進(jìn)行亞細(xì)胞定位,結(jié)果表明NtSOC1基因編碼蛋白位于細(xì)胞核;將NtSOC1進(jìn)行煙草的遺傳轉(zhuǎn)化,獲得了 7株轉(zhuǎn)基因植株,都表現(xiàn)出不同程度的早花現(xiàn)象;對(duì)轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)煙草自身AP1和LEAFY基因的表達(dá)量均比對(duì)照組中的表達(dá)量要高,表明MSOC1促進(jìn)了煙草的AP1和LEAFY基因的表達(dá),進(jìn)而促進(jìn)成花。此外,還觀測(cè)到轉(zhuǎn)基因植株花型和花色等表型出現(xiàn)了明顯變化。綜上說(shuō)明中國(guó)水仙的SOC1基因與花期調(diào)控及花發(fā)育相關(guān)。4.中國(guó)水仙AGL6基因的克隆、表達(dá)和功能分析AGL6在成花誘導(dǎo)和花器官發(fā)育中發(fā)揮重要的作用,本研究通過(guò)RT-PCR技術(shù)獲得了中國(guó)水仙AGL6的同源基因NtAGL61,聚類結(jié)果顯示NtAGL6與多個(gè)單子葉植物AGL6基因親緣關(guān)系較近。NtAGL61基因在花蕾和開放的花中表達(dá)量較高,在水仙花芽分化過(guò)程中的表達(dá)量先升高后降低,在7月下旬達(dá)到峰值。亞細(xì)胞定位分析發(fā)現(xiàn)NtAGL61基因編碼蛋白位于細(xì)胞核,將該基因轉(zhuǎn)入煙草發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因植株均出現(xiàn)早花現(xiàn)象,早花的程度與NtAGL61基因在煙草中的表達(dá)量成正相關(guān);熒光定量分析發(fā)現(xiàn)NtAGL61基因促進(jìn)了煙草中AP1、SOC1和LEAFY基因的表達(dá),使煙草開花提前。此外轉(zhuǎn)基因煙草植株出現(xiàn)了花瓣形態(tài)變化,雌雄蕊發(fā)育異常等現(xiàn)象。這些結(jié)果表明NtAGL61基因與成花和花器官發(fā)育有關(guān)。
【學(xué)位單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S682.21
【部分圖文】：

圖１－１擬南芥中的成花途徑示意圖［２２】??Ｆｉｇ．?１－１?Ｏｖｅｒｖｉｅｗ?ｏｎ?ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ?ｐａｔｈｗａｙｓ?ｉｎ?Ａｒａｂｉｄｏｐｓｉｓ??指在外界環(huán)境不適宜植物生長(zhǎng)時(shí)，植物通過(guò)自身的營(yíng)開花。近年來(lái)科學(xué)家們對(duì)自主途徑中的晚花突變體進(jìn)因的突變體無(wú)論在什么樣的光周期條件下都表現(xiàn)為相關(guān)基因一般不受其他幾個(gè)途徑的影響。目前在擬南己發(fā)現(xiàn)多個(gè)與自主途徑相關(guān)的基因，如凡〇灰Ｅ／ｅ／ｉＶＷＥＲＩＮＧ?ＣＯＮＴＲＯＬ?ＬＯＣＵＳ?Ａ?（ＦＣＡ）?，?ＦＬＯＷＥＲＩＮＥ?ＲＩＮＧ?ＬＯＣＵＳ?ＤｉＦＬＤ＇）?，１ＵＭＩＮＩＤＥＰＥＮＤＥＮＣ?ＬＤ＼?）、ＦＬＯＷＥＲＩＮＧ?ＬＯＣＵＳ?ＫＨＤＯＭＡＩＮ?＜：ＦＬＫ）、ＲＥＬＴＶＧ?６?（狀項(xiàng)等間。有研究表明雖然這些基因調(diào)控花［２９］

對(duì)兩個(gè)樣本獲得的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾后得到的ｃｌｅａｎ?ｒｅａｄｓ進(jìn)行組裝，共得到??２８９，５４４?條?Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ?和?１２３，５４４?條?Ｕｎｉｇｅｎｅ，Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ?與?Ｕｎｉｇｅｎｅ?的?Ｎ５０?分別為??１，４７６和８００。具體組裝數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表２－２及圖２－３所示。??１２??

２５００ｂｐＢ??１０００ｂｐ＾ＳｊＢ｜?１８Ｓ??圖２－２中國(guó)水仙主芽總ＲＮＡ??ＤＬ１５０００；１－２．ＲＮＡ??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｔｏｔａｌ?ＲＮＡ?ｏｆ?Ｃｈｉｎｅｓｅ?ｎａｒｃｉｓｓｕｓ?ｂｕｄ??３．２測(cè)序與組裝結(jié)果分析??２個(gè)生物學(xué)重復(fù)樣本測(cè)序共獲得１２．３５Ｇｂ?Ｃｌｅａｎ?Ｄａｔａ，各樣品Ｑ３０堿基百分??比均不小于８９．９９％?（表２－１）。??表２－１樣品測(cè)序數(shù)據(jù)評(píng)估統(tǒng)計(jì)表???Ｔａｂｌｅ?２－１?Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ?ｏｆ?ａｓｓｅｍｂｌｙ?ｑｕａｌｉｔｙ?ｉｌｌｕｍｉｎａ?ｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ?ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ???Ｓａｍｐｌｅｓ?Ｔｏｔａｌ?ｒｅａｄｓ?Ｔｏｔａｌ?ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓ（ｂｐ）?ＧＣ?Ｃｏｎｔｅｎｔ?Ｑ３０?ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ??Ｔ０１?２７，６６４，５４７?６，９６９，２１５，６６６?４７．９６％?９０．６３％??Ｔ０２?２１，３５４，５９２?５，３７９，６９９，２１５?４８．０３％?８９．９９％??對(duì)兩個(gè)樣本獲得的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾后得到的ｃｌｅａｎ?ｒｅａｄｓ進(jìn)行組裝，共得到??２８９，５４４?條?Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ?和?１２３，５４４?條?Ｕｎｉｇｅｎｅ，Ｔｒａｎｓｃｒｉｐｔ?與?Ｕｎｉｇｅｎｅ?的?Ｎ５０?分別為??１，４７６和８００。具體組裝數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表２－２及圖２－３所示。??１２??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2843607