發(fā)布時(shí)間：2018-02-19 23:25

  本文關(guān)鍵詞： 百合 種球生產(chǎn) 休眠解除 碳水化合物代謝 淀粉酶基因　出處：《中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：百合是世界范圍內(nèi)重要的觀賞植物,也是世界范圍內(nèi)重要的鮮切花種類(lèi)之一。2014年中國(guó)僅百合切花產(chǎn)量就超20億枝,即使扣除其中多茬球的使用外,我國(guó)每年從荷蘭等國(guó)進(jìn)口百合種球超過(guò)4億粒,占百合種球總需求的80%以上,使得我國(guó)百合產(chǎn)業(yè)對(duì)外依存度很高。本研究立足于北京周邊地區(qū)的自然環(huán)境資源和實(shí)際生產(chǎn)條件,開(kāi)展了以實(shí)現(xiàn)本土化的百合種球規(guī)模化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與實(shí)踐應(yīng)用,包括：規(guī)模化籽球脫毒快繁、鱗片扦插繁殖、商品球種植、栽培管理以及種球貯藏等百合規(guī)�；a(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)。此外,鑒于種球冷藏期間休眠解除的重要性,重點(diǎn)探討了種球休眠解除可能的生理和分子機(jī)制。獲得以下主要結(jié)果：籽球繁殖和商品球生產(chǎn)技術(shù)方面：1)建立了通過(guò)莖尖離體培養(yǎng)、隔離種植獲得百合脫毒種球后,從百合種球鱗片扦插、籽球擴(kuò)繁到商品球生產(chǎn)的北京地區(qū)規(guī)�；俸厦摱痉N球繁育生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程。2)優(yōu)化了脫毒球鱗片扦插擴(kuò)繁條件。選擇蛭石作為扦插基質(zhì)扦插效果好,基質(zhì)與鱗片的體積比為3：1時(shí)鱗片球鮮重和直徑均最優(yōu),脫毒鱗片扦插的環(huán)境溫度應(yīng)控制在20℃-25℃ 16 w+17℃ 2w+5℃ 9w的變溫條件下,脫毒鱗片球形成的數(shù)量多,質(zhì)量?jī)?yōu),外層鱗片形成的鱗片球顯著多于內(nèi)層鱗片。3)明確了冷庫(kù)控溫精度對(duì)鱗莖冷藏效果影響較大,冷藏溫度為-1.5±0.2℃的條件下,采用階梯式溫度調(diào)控法,可有效避免鱗莖芽冷害。發(fā)現(xiàn)隨著種球規(guī)格的增大,鱗莖芽的活動(dòng)明顯放緩,冷害發(fā)生率降低。對(duì)冷庫(kù)的高精度控制可以有效延長(zhǎng)不同規(guī)格的百合種球貯藏期,而在冷庫(kù)精度低于士1℃的冷庫(kù)中,貯藏的時(shí)間越長(zhǎng)冷害和青霉病發(fā)生的可能性越大。種球休眠解除機(jī)制解析方面：1)通過(guò)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,進(jìn)一步明確淀粉和蔗糖代謝途徑在差異表達(dá)基因中顯著富集。以休眠解除前的'Siberia'品種百合種球作為對(duì)照組,選取4℃儲(chǔ)藏8w的已解除休眠的種球作為試驗(yàn)組,使用Illumina HiSeq 2000系統(tǒng)對(duì)cDNA文庫(kù)進(jìn)行雙末端測(cè)序。分別獲得50648075和51254807個(gè)reads。將這些序列組裝獲得79,354個(gè)unigene,平均長(zhǎng)度為968bp。共得到5,834條差異明顯的基因,其中2,619條基因表達(dá)明顯上調(diào),3,215條基因表達(dá)明顯下調(diào)。生化途徑(KEGG)富集分析發(fā)現(xiàn)百合鱗莖休眠解除與激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo),能量代謝相關(guān)。2)在百合休眠解除轉(zhuǎn)錄組中篩選到兩個(gè)在休眠解除過(guò)程中表達(dá)上調(diào)的淀粉酶基因,其表達(dá)模式與碳水化合物含量和淀粉酶的活性變化相吻合�；谏碇笜�(biāo)和基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄組分析,發(fā)現(xiàn)淀粉酶基因可能參與了百合種球的休眠解除。通過(guò)RACE獲得了α-淀粉酶(LiAMY)和β-淀粉酶(LiBAM)基因。qRT-PCR分析表明,與對(duì)照相比,LiAMY和LiBAM基因在貯藏于4℃百合鱗莖中,在前6w的轉(zhuǎn)錄逐漸積累,并在第8w大幅增加,達(dá)到10.6倍的表達(dá)高峰；之后淀粉酶基因的表達(dá)略有下降,但在12w仍保持7.8倍的表達(dá)量。這一表達(dá)特性與碳水化合物含量和淀粉酶的活性相一致,表明該基因轉(zhuǎn)錄水平的增加至少部分程度上促進(jìn)了水解淀粉和可溶性糖的積累,可能參與了百合種球的休眠解除。
[Abstract]:Lily is an important ornamental plant in the world, only China lily flower yield also in the world one of the important types of fresh cut.2014 over 2 billion branches, even excluding the use one more crop ball, China's annual imports from Holland more than 400 million grains of lily bulbs of lily bulbs, accounted for more than the total demand 80%, make our lily industry a high degree of dependence on foreign. This research is based on the surrounding areas of Beijing, the natural environment resources and the actual production conditions, to carry out the research on the key technology of Lily ball scale production and practice, in order to achieve localization include: large-scale seed ball virus-free propagation, cutting propagation of scale the ball, commercial cultivation, the key technology of Lily Scale Cultivation and bulb storage. In addition, in view of the importance of the ball during dormancy refrigerated, focusing on the bulb dormancy physiology can be And the molecular mechanism. The main results were as follows: seed breeding and production technology of ball ball goods: 1) was established by stem tip culture, plant quarantine to obtain virus-free bulb lily, from lily bulb scale cutting, the scale of Beijing lily seed ball propagation to commodity production of virus-free ball ball the breeding production techniques of.2) optimization of virus-free ball scale cutting propagation conditions. Using vermiculite as cuttage cutting effect is good, and the matrix scales at the volume ratio of 3:1 bulb fresh weight and diameter were optimal, detoxification scale cutting environment temperature should be controlled in a temperature condition of 20 DEG -25 DEG w+17 to 16 DEG 2w+5 DEG 9W, the number of virus-free bulb formation, excellent quality, outer scales formed bulb inner scales significantly more than.3) the cold storage temperature control accuracy of bulb storage effect influence, cold temperature is -1.5 - 0.2 DEG C A Next, using the ladder type temperature control method, which can effectively avoid the damage. With the increase of bulb bud ball specifications, bulb bud activity slowed down significantly, reduce the incidence of chilling injury. Lily bulbs during storage of cold storage and high precision control can effectively extend the different specifications, and in the cold storage, 1 degree accuracy is lower than the base the possibility of the longer storage, chilling injury and Penicillium disease more. Bulb dormancy mechanisms analysis: 1) by transcriptome sequencing, to further clarify the starch and sucrose metabolism in the differentially expressed genes were significantly enriched in dormancy. Prior to the termination of the'Siberia'varieties of lily bulbs were selected as the control group. 4 C storage 8W has lifted the bulbs dormancy as experimental group, using Illumina HiSeq 2000 system were sequenced. The cDNA library are respectively 50648075 and 51254807 reads. will receive 79354 of these sequence assembly UniGene, the average length of 968bp. gene were obtained 5834 obvious differences, of which 2619 genes were up-regulated and 3215 genes were downregulated. Biochemical pathways (KEGG) enrichment analysis showed that the lily bulbs dormancy and hormone signal transduction, energy metabolism related.2) in the lily dormancy transcriptome screened two in the dormancy genes up-regulated expression of amylase in the process of changes in activity and its expression pattern of carbohydrate and amylase coincide. Transcriptome analysis based on gene expression and physiological indexes, found that amylase gene may be involved in the dormancy of lily bulbs. Obtained by RACE alpha amylase (LiAMY) and beta amylase (LiBAM) gene.QRT-PCR analysis showed that compared with the control, LiAMY and LiBAM genes in storage at the temperature of 4 bulbs, accumulated in the transcription of 6W before, and a substantial increase in the 8w, The expression reached a peak of 10.6 times; after the expression of amylase gene expression declined slightly, but remained 7.8 times the amount in 12W. This is consistent with the expression characteristics and carbohydrate content and amylase activity, indicated that the increase of the level of gene transcription at least in part to promote the hydrolysis of starch and soluble sugar accumulation, dormancy may in the lily bulbs.

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：S682.29

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本文編號(hào)：1518237