發(fā)布時(shí)間：2020-06-13 02:20

【摘要】：馬尾松(Pinus massoniana Lamb)屬于松科松屬植物,是中國重要的造林與用材樹種之一,單性花,雌雄同株。通常馬尾松大孢子葉球2-5個(gè)為一簇著生于新枝頂端,偶有小孢子葉球發(fā)生性反轉(zhuǎn)而形成的幾十甚至上百個(gè)簇生在一起的“多球果”現(xiàn)象”。該性狀具有很高的遺傳穩(wěn)定性,在提高種子產(chǎn)量上有很高的潛在應(yīng)用價(jià)值。本研究利用新一代高通量測序技術(shù)對馬尾松小孢子葉球性反轉(zhuǎn)前后及正常孢子葉球?qū)φ者M(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,挖掘馬尾松多球果形成過程中的相關(guān)基因,豐富了馬尾松轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫。同時(shí)利用RACE和RT-PCR技術(shù),對馬尾松開花相關(guān)基因進(jìn)行克隆和表達(dá)分析,為多球果現(xiàn)象的生殖調(diào)控機(jī)理研究提供參考。其主要研究結(jié)果如下:(1)采用高通量測序技術(shù)對馬尾松小孢子葉球性反轉(zhuǎn)前后及正常孢子葉球?qū)φ者M(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,共獲得190023條unigene,平均長度為595bp。已注釋的unigene分為56個(gè)功能組和130個(gè)代謝途徑,共涉及到核糖體、碳代謝、氨基酸的生物合成等生理生化過程。多球果枝上的大、小孢子葉球之間差異基因4758條,正常球果枝上的大、小孢子葉球之間差異基因5550條,多球果枝上的小孢子葉球性反轉(zhuǎn)為雙性孢子葉球的差異基因1188條。小孢子葉球性反轉(zhuǎn)為雙性孢子葉球的過程中(PM-wvsPM-b)所特有的差異基因有69條,這些基因可能與引發(fā)性反轉(zhuǎn)過程的因子相關(guān)。轉(zhuǎn)錄本對比發(fā)現(xiàn),赤霉素途徑和光周期途徑中的基因在發(fā)生性反轉(zhuǎn)的雙性孢子葉球中存在表達(dá)差異,這些差異基因可能參與多球果的發(fā)育過程。(2)利用RACE技術(shù)從馬尾松中克隆得到CONSTANS同源基因,命名為PmCO1,全長為1448bp,其開放閱讀框?yàn)?329bp,編碼442個(gè)氨基酸。表達(dá)分析顯示,PmCO1在馬尾松不同狀態(tài)的孢子葉球以及不同組織中均有表達(dá),即在多球果整個(gè)發(fā)育狀態(tài)中,其表達(dá)量先增加后降低,說明PmCO1基因在馬尾松孢子葉球的性別分化過程中起一定的作用。(3)基于轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),采用普通PCR技術(shù),克隆得到PmCO2和PmGID1基因,全長分別為1461bp、1189bp,開放閱讀框?yàn)?164bp、1062bp,分別編碼387個(gè)、353個(gè)氨基酸。表達(dá)分析顯示,PmCO2在多球果和正常球果的不同發(fā)育狀態(tài)中均有表達(dá)且存在差異,說明該基因參與調(diào)控多球果與正常球果由營養(yǎng)生長向生殖生長的過程。PmCO2雖然在多球果與正常球果中均有表達(dá),但與PmCO1基因的時(shí)空表達(dá)模式并不相同,說明PmCO1與PmCO2基因在多球果與正常球果由營養(yǎng)生長向生殖生長的過程中調(diào)控機(jī)制不同。同時(shí)PmCO2的成功克隆,說明在馬尾松中存在多個(gè)CO同源基因;PmGID1表達(dá)分析顯示,從尚未發(fā)生性反轉(zhuǎn)的小孢子葉球→性反轉(zhuǎn)中的雙性孢子葉球→性反轉(zhuǎn)形成的大孢子葉球這一發(fā)育過渡狀態(tài)中,PmGID1的表達(dá)量逐漸增加,推測PmGID1可能參與調(diào)控馬尾松多球果的形成。不同組織中莖部表達(dá)量最高,葉最低,兩者相差13.73倍,存在顯著性差異。
【圖文】：

程中的誘導(dǎo)因子提供了有用的數(shù)據(jù)資源。2.1 材料材料取自中國貴州省都勻市馬鞍山馬尾松國有良種基地基因收集區(qū)（北緯 26°16'、東經(jīng)107°31'），采集時(shí)間為 2016 年 4 月 6 日，，選擇一株發(fā)生性反轉(zhuǎn)現(xiàn)象的十八年生的馬尾松。該樹上具有多球果枝和正常枝兩種類型，正常枝上大、小孢子葉球發(fā)育正常不發(fā)生性反轉(zhuǎn)，多球果枝上具有小孢子葉球發(fā)生性反轉(zhuǎn)為大孢子葉球的現(xiàn)象，產(chǎn)生多球果（圖 2-1）。經(jīng)項(xiàng)目組前期觀測，多球果性反轉(zhuǎn)過程主要是在已形成的小孢子葉球的基礎(chǔ)上進(jìn)行，通過解剖學(xué)性發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)中的雙性孢子葉球表現(xiàn)出雌雄兩性特征。采集多球果枝上的還未發(fā)生性反轉(zhuǎn)的小孢子葉球（PM_w）、性反轉(zhuǎn)中的雙性孢子葉球（PM_b）、性反轉(zhuǎn)形成的大孢子葉球（PM_q）和正常枝上的大孢子葉球（PM_f）、小孢子葉球（PM_m），共五個(gè)樣本，三次重復(fù)，樣品放入液氮保存?zhèn)溆�。材料采集類型說明和圖片詳見下表 2-1 和圖 2-2。

貴州大學(xué) 2018 屆碩士研究生學(xué)位論文表 2-1 實(shí)驗(yàn)材料類型說明Tab.2-1 Description of the type of experimental materials樣本 樣品說明 采集部位 材料來源PM_b 性反轉(zhuǎn)中的雙性孢子葉球 多球果枝 同一棵多球果樹PM_q 小孢子葉球經(jīng)過性反轉(zhuǎn)形成的大孢子葉球 多球果枝 同一棵多球果樹PM_w 小孢子葉球 多球果枝 同一棵多球果樹PM_f 大孢子葉球 正常枝 同一棵多球果樹PM_m 小孢子葉球 正常枝 同一棵多球果樹
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S791.248

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2710482