【摘要】：近年來,隨著科研的不斷深入,研究者發(fā)現(xiàn)植物葉色突變體不僅是研究葉綠素合成代謝等生理機制的理想材料,還能被當做標記性狀應用于雜交種生產。本文以青梗菜黃化突變體'564Y'和野生型'564'為試驗材料,對突變體和野生型的生長勢變化,植物學特征和細胞學結構進行了研究,測定了兩者在細胞色素、光合作用參數(shù)、葉綠素熒光動力學參數(shù)上的差異;利用第二代測序技術對黃化突變體和野生型葉片轉錄組進行了深度測序,探討可能參與黃化葉片形成的代謝通路和途徑。主要研究結果如下:1.在苗期,黃化突變體'564Y'葉片就表現(xiàn)為黃色,與野生型的綠色形成鮮明對比。在同時期,'564'的植株展開度、第三片真葉的葉長、葉寬均大于'564Y'。'564'的干重、鮮重指標均顯著高于'564Y','564Y'下胚軸長度顯著高于野生型'564'。2.葉片色素含量分析表明,'564Y'的葉綠素a含量和類胡蘿卜素含量都顯著低于'564',葉綠素b含量雖也低于'564',但兩者相差不顯著。在對野生型和突變體植株進行光合參數(shù)測定和熒光動力學參數(shù)測量發(fā)現(xiàn),'564Y'進行光合作用的能力顯著低于'564',在細胞內部進行電子傳遞能力變弱,把光能轉換成能其他能量的效率也顯著降低。3.葉綠體超微結構分析表明,相對于野生型,突變體葉肉細胞中的葉綠體排列松散,類囊體發(fā)育出現(xiàn)異常,基質和基粒數(shù)目減少,堆疊層數(shù)減少。4.利用第二代測序技術對'564Y'和'564'葉片轉錄組進行深度測序,共得到了 2958個差異表達基因,顯著富集到78條GO terms,顯著富集的Pathway途徑有35條。在差異表達基因中,其中有9個為葉綠素合成途徑的基因,Bra031690,Bra012595,Bra005677,Bra022628,Bra026410,Bra032155,Bra039206,Bra029875,Bra012511,1個與光合作用相關的基因Bra038011,推測以上基因可能參與了葉片黃化性狀的形成。最后選取12個差異表達基因進行qRT-PCR分析,證實了轉錄組數(shù)據(jù)的可信度高,能夠進行后續(xù)的研究分析。
[Abstract]:In recent years, with the deepening of scientific research, the researchers found that leaf color mutants are not only ideal materials for studying physiological mechanisms such as chlorophyll biosynthesis, but also can be used as markers for hybrid production. In this paper, the growth potential, botanical characteristics and cytological structure of the mutant and wild type were studied, and the cytochrome and photosynthesis parameters were determined. The difference of chlorophyll fluorescence kinetic parameters and the deep sequencing of yellowing mutants and wild-type leaf transcriptome were carried out by using the second generation sequencing technique to explore the metabolic pathways and pathways that might be involved in the formation of yellowing leaves. The main results are as follows: 1. At seedling stage, yellow leaves of yellow mutants were yellow, contrasted with wild type green. At the same time, the length and width of the third true leaf were larger than the dry weight of the wild type, and the fresh weight index was significantly higher than that of the wild type. The analysis of pigment content in leaves showed that the content of chlorophyll a and carotenoid were significantly lower than that of H564Y', and the content of chlorophyll b was lower than that of C564Y', but there was no significant difference between them. The photosynthetic parameters and fluorescence kinetic parameters of wild type and mutant plants were measured. It was found that the ability of photosynthesis was significantly lower than that of H564Y', and the ability of electron transport in the cells became weaker. The efficiency of converting light energy into other energies is also significantly reduced by .3. The ultrastructural analysis of chloroplast showed that the chloroplast arrangement in mesophyll cells was loosely arranged, thylakoid development was abnormal, the number of matrix and grana was decreased, and the number of stacking layers was decreased. A total of 2958 differentially expressed genes were obtained by deep sequencing of the transcriptome of 564 'and 564' leaves by the second generation sequencing technique. The differentially expressed genes were significantly enriched to 78 go termsand 35 Pathway pathways were significantly enriched. Among the differentially expressed genes, there are 9 genes Bra012595- Bra012595- Bra012595- Bra00567- Bra026410- Bra026410- Bra032155- Bra039206Bra039206Bra029875- Bra01212511, one of which is related to photosynthesis, Bra03808011. it is suggested that the above genes may be involved in the formation of leaf yellowing traits. Finally, 12 differentially expressed genes were selected for qRT-PCR analysis, which confirmed that the transcriptome data were reliable and could be used for further analysis.
【學位授予單位】：沈陽農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S634.3

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