【摘要】：同一物種不同基因型對長日照或短日照響應(yīng)不同,淀粉積累起始時間、積累量也會存在明顯差異；調(diào)控植物對光周期的響應(yīng)及淀粉積累起始時間,無疑是增加淀粉積累不可或缺的選擇之一；然而,目前關(guān)于植物如何在基因表達(dá)水平響應(yīng)光周期卻知之甚少。本實(shí)驗(yàn)以不同光周期處理馬鈴薯葉片為材料,通過轉(zhuǎn)錄組測序,識別淀粉積累響應(yīng)光周期編碼基因,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：(1)長、短日照和對照處理樣品測序共識別27,022個轉(zhuǎn)錄本,轉(zhuǎn)錄本序列平均長度為1640bp-其中,光照和黑暗下共表達(dá)基因數(shù)量分別為22,033和19,935個：KEGG富集分析顯示,121個代謝途徑參與了本研究設(shè)置的長、短日照處理。(2)GO功能注釋和分化表達(dá)基因分析(DEG),篩選了上游關(guān)鍵響應(yīng)基因1,985個；其中處理特異DNA結(jié)合(TSDB)蛋白基因208個,部分短日照處理TSDBs基因進(jìn)行qPCR定量分析,結(jié)果表明,表達(dá)量倍數(shù)變化與其RPKM值基本一致。(3)不同光周期下,17個淀粉生物合成酶編碼基因呈現(xiàn)顯著差異表達(dá)；其中,4個基因光照下表達(dá)顯著高于黑暗,1個在黑暗下顯著高于光照；生物信息學(xué)分析顯示,轉(zhuǎn)錄因子AP2等直接參與了17個基因的轉(zhuǎn)錄起始。(4)克隆了EPIDERMAL PATTERNING FACTOR 2 (EPF2), YABBY-like transcription factor GRAMINIFOLIA (GRAM)和cup-shaped protein (CUC3) 3個基因全長cDNA,構(gòu)建了實(shí)現(xiàn)體內(nèi)過量和抑制表達(dá)的目的融合基因6個。(5)篩選獲得epf2+和epf2-陽性轉(zhuǎn)化株系,其氣孔印記觀察結(jié)果顯示,epf2+和epf2-陽性轉(zhuǎn)化株系氣孔呈現(xiàn)復(fù)雜的打開和關(guān)閉模式,體內(nèi)過量和抑制EPF2表達(dá)與光周期間存在相互作用,調(diào)控氣孔打開和關(guān)閉。(6)淀粉含量測定結(jié)果表明,不同光周期下epf2+與對照葉片淀粉積累趨勢一致；長日照光周期顯著減少epf2-株系淀粉積累,短和中日照下epf2-株系與對照株系淀粉積累模式相反,即黑夜淀粉積累顯著高于日照。
[Abstract]:Different genotypes of the same species had different responses to long or short days, and there were significant differences in the initial time and amount of starch accumulation. Regulating the response of plants to photoperiod and the starting time of starch accumulation is undoubtedly one of the indispensable options for increasing starch accumulation. However, little is known about how plants respond to photoperiod at the level of gene expression. In this experiment, potato leaves treated with different photoperiod were used as materials, and 27022 transcripts were identified by transcriptome sequencing. The results were as follows: (1) 27022 transcripts were identified by long, short sunlight and control samples sequencing. The average length of the transcribed sequence was 1640bp-among which, the number of co-expressed genes under light and dark was 22033 and 19935 respectively. KEGG enrichment analysis showed that 121 metabolic pathways were involved in the length of this study. (2) GO functional annotation and differentiation expression gene analysis (DEG), screened 1985 upstream key response genes; 208 genes of (TSDB) protein were treated with specific DNA, and the quantitative qPCR analysis of TSDBs gene was carried out by partial short-day irradiation. The results showed that the change of expression multiple was basically the same as its RPKM value. (3) under different photoperiod, the expression of TSDBs gene was similar to its RPKM value. 17 starch biosynthesis coding genes showed significant differential expression. Among them, four genes were significantly higher in light than in dark, and one in dark was significantly higher than that in light. Bioinformatics analysis showed that transcription factor AP2 was directly involved in the transcription initiation of 17 genes. (4) three full-length cDNA, genes, EPIDERMAL PATTERNING FACTOR 2 (EPF2), YABBY-like transcription factor GRAMINIFOLIA (GRAM) and cup-shaped protein (CUC3), were cloned. Six fusion genes were constructed to achieve excessive and inhibitory expression in vivo. (5) epf2 and epf2- positive transformed lines were screened, and stomatal imprinting was observed. The stomata of epf2 and epf2- positive transformation lines showed complex opening and closing modes, and there was interaction between in vivo overdose and inhibition of EPF2 expression and photoperiod, which regulated stomatal opening and closing. (6) starch content determination showed that there was no significant difference in stomatal opening and closing. The trend of starch accumulation in epf2 leaves was the same as that in control leaves under different photoperiod. The starch accumulation of epf2- strain decreased significantly under long sunlight, and the starch accumulation pattern of epf2- strain was opposite to that of control line under short and middle sunshine, that is, the starch accumulation of dark night was significantly higher than that of sunshine.
【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S532

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本文編號：2429597