中國水仙(Narcissus tazetta var.chinensis)是傳統(tǒng)十大名花之一,以其獨特的形態(tài)和香氣為人們所熟知,具有較高的觀賞、文化和經濟價值。中國水仙為三倍體,遺傳背景復雜,在一定程度上限制了其育種和相關理論的研究。對于花卉植物而言,成花是最為重要的過程,但目前關于水仙成花分子機制的研究很少,本研究利用illumina技術對中國水仙'金盞銀臺'的花芽進了高通量轉錄組測序,通過對數(shù)據的生物信息學分析發(fā)掘出多個與中國水仙花芽分化關系密切的基因,在此基礎上選擇了其中部分基因,進行了不同組織器官和花芽不同分化時期的表達模式分析;克隆了中國水仙成花相關基因SOC1和AGL6的同源基因,進行了表達模式和轉基因分析。主要研究結果如下:1.中國水仙成花基因的篩選利用illumina高通量測序技術對中國水仙的主芽進行轉錄組測序,共得到 289,544 條 Transcript 和 123,544 條 Unigene,有 36,059 條Unigene能比對到7個數(shù)據庫中,從中篩選出90個與中國水仙開花相關的基因。2.中國水仙成花基因表達分析利用熒光定量PCR技術分析了 11個從中國水仙轉錄組數(shù)據庫中鑒定出的與成花調控密切相關的基因。在中國水仙成花誘導階段,DELLA、GA2ox、SPY、TOE2基因在葉芽期表達量較高,隨著分化的進行表達量逐漸降低。EMF2表現(xiàn)出先降低后升高再降低的趨勢,FT1在花芽分化過程中呈現(xiàn)逐漸升高后又降低。AP1基因在分化前期表達量變化不明顯,在7月底達到了峰值。SVP基因則在分化的過程中呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢。SPL3和SPL9基因在分化前期降低,當分化正式開始后逐漸升高,并且都在7月30日到達峰值。DELLA在水仙的葉片中的表達量最高,在鱗莖中表達量最低;GA2ox主要根和花蕾中表達;2個SPY同源基因在不同組織的表達相對一致,都是在葉片、花蕾和開發(fā)的花中表達量較高。EMF2在開放的花、葉片、花蕾、根、鱗莖表達量依次降低。FT1在葉片中的表達量最高;AP1在花蕾中有相對較高的表達量;SVP基因在根和花蕾中的表達量較高。SPL3在開放的花中表達量最高;SPL9在葉片中表達量最高;TOE2在根、葉片、花蕾和花中表達量較高,尤其是花蕾。3.中國水仙SOC1基因的克隆、表達和功能分析本研究利用RACE和RT-PCR技術獲得了中國水仙SOC1同源基因NtSOC1的全長。熒光定量分析表明NtSOC1基因在中國水仙葉片和根中的表達量較高,在花芽分化過程中表達量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,其中NtSOC1的表達量在7月底達到峰值;通過農桿菌介導轉化洋蔥內表皮對編碼蛋白進行亞細胞定位,結果表明NtSOC1基因編碼蛋白位于細胞核;將NtSOC1進行煙草的遺傳轉化,獲得了 7株轉基因植株,都表現(xiàn)出不同程度的早花現(xiàn)象;對轉基因植株進行表達分析發(fā)現(xiàn)煙草自身AP1和LEAFY基因的表達量均比對照組中的表達量要高,表明MSOC1促進了煙草的AP1和LEAFY基因的表達,進而促進成花。此外,還觀測到轉基因植株花型和花色等表型出現(xiàn)了明顯變化。綜上說明中國水仙的SOC1基因與花期調控及花發(fā)育相關。4.中國水仙AGL6基因的克隆、表達和功能分析AGL6在成花誘導和花器官發(fā)育中發(fā)揮重要的作用,本研究通過RT-PCR技術獲得了中國水仙AGL6的同源基因NtAGL61,聚類結果顯示NtAGL6與多個單子葉植物AGL6基因親緣關系較近。NtAGL61基因在花蕾和開放的花中表達量較高,在水仙花芽分化過程中的表達量先升高后降低,在7月下旬達到峰值。亞細胞定位分析發(fā)現(xiàn)NtAGL61基因編碼蛋白位于細胞核,將該基因轉入煙草發(fā)現(xiàn)轉基因植株均出現(xiàn)早花現(xiàn)象,早花的程度與NtAGL61基因在煙草中的表達量成正相關;熒光定量分析發(fā)現(xiàn)NtAGL61基因促進了煙草中AP1、SOC1和LEAFY基因的表達,使煙草開花提前。此外轉基因煙草植株出現(xiàn)了花瓣形態(tài)變化,雌雄蕊發(fā)育異常等現(xiàn)象。這些結果表明NtAGL61基因與成花和花器官發(fā)育有關。
【學位單位】：福建農林大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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)境不適宜植物生長時，植物通過自身的營開花。近年來科學家們對自主途徑中的晚花突變體進因的突變體無論在什么樣的光周期條件下都表現(xiàn)為相關基因一般不受其他幾個途徑的影響。目前在擬南己發(fā)現(xiàn)多個與自主途徑相關的基因，如凡〇灰Ｅ／ｅ／ｉＶＷＥＲＩＮＧ?ＣＯＮＴＲＯＬ?ＬＯＣＵＳ?Ａ?（ＦＣＡ）?，?ＦＬＯＷＥＲＩＮＥ?ＲＩＮＧ?ＬＯＣＵＳ?ＤｉＦＬＤ＇）?，１ＵＭＩＮＩＤＥＰＥＮＤＥＮＣ?ＬＤ＼?）、ＦＬＯＷＥＲＩＮＧ?ＬＯＣＵＳ?ＫＨＤＯＭＡＩＮ?＜：ＦＬＫ）、ＲＥＬＴＶＧ?６?（狀項等間。有研究表明雖然這些基因調控花［２９］

對兩個樣本獲得的原始數(shù)據進行過濾后得到的ｃｌｅａｎ?ｒｅａｄｓ進行組裝，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)據統(tǒng)計如表２－２及圖２－３所示。??１２??

２５００ｂｐＢ??１０００ｂｐ＾ＳｊＢ｜?１８Ｓ??圖２－２中國水仙主芽總ＲＮＡ??ＤＬ１５０００；１－２．ＲＮＡ??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｔｏｔａｌ?ＲＮＡ?ｏｆ?Ｃｈｉｎｅｓｅ?ｎａｒｃｉｓｓｕｓ?ｂｕｄ??３．２測序與組裝結果分析??２個生物學重復樣本測序共獲得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樣品測序數(shù)據評估統(tǒng)計表???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％??對兩個樣本獲得的原始數(shù)據進行過濾后得到的ｃｌｅａｎ?ｒｅａｄｓ進行組裝，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)據統(tǒng)計如表２－２及圖２－３所示。??１２??
【參考文獻】

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本文編號：2843607