大花紫薇雄蕊瓣化關(guān)鍵基因挖掘
發(fā)布時間:2021-11-24 01:12
大花紫薇(Lagerstroemia speciosa),千屈菜科紫薇屬高大落葉或半落葉喬木,夏花繁茂,花大艷麗且花期長,廣泛應(yīng)用于園林綠化中,具有重要觀賞價值。重瓣性是植物關(guān)鍵觀賞性狀之一,在紫薇屬五十余種植物中,暫無重瓣花型的報道。本研究以新穎的重瓣大花紫薇植株為材料,在形態(tài)學(xué)觀察和比較的基礎(chǔ)上,對單瓣和重瓣大花紫薇(瓣化)雄蕊發(fā)育的三個階段取樣,利用RNA高通量測序技術(shù)比較兩者轉(zhuǎn)錄組差異,篩選差異表達(dá)基因并利用WGCNA構(gòu)建關(guān)鍵基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò),為大花紫薇乃至紫薇屬植物花型研究和重瓣花分子育種奠定基礎(chǔ)。本研究主要結(jié)果如下:(1)在重瓣大花紫薇中全部雄蕊瓣化,花藥部位完全變異成瓣狀組織;ㄆ鞴俳馄省⒒ㄆ鞴侔l(fā)育不同時期石蠟切片觀察結(jié)果表明,大花紫薇的花器官發(fā)育按照常規(guī)由外輪到內(nèi)輪依次分化的順序,但其花瓣原基單獨分化時間短,而后雄蕊和雌蕊同步分化,三者在心皮分裂至閉合后迅速共同生長發(fā)育至花朵成熟開放;ɡ僦睆郊s為0.3 cm時是雄蕊花藥部位分化的關(guān)鍵時期。電鏡掃描結(jié)果顯示在重瓣花瓣和瓣化雄蕊中,表皮細(xì)胞壁被紋飾覆蓋減小可能導(dǎo)致胞間連接性較單瓣花瓣降低。(2)單、重瓣大花紫薇轉(zhuǎn)錄組差異分析...
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1植物花器官決定的分子調(diào)控模型(TheiBen、Melzer等,2016)??Fig.?1-1?Molecular?regulatory?model?in?floral?organ?development?(TheiBen,?Melzer?et?al.,?2016)??
引言??1.5.3本研宄的技術(shù)路線??通過形態(tài)學(xué)方法分析大花紫薇雄蕊瓣化關(guān)鍵時期,石蠟切片觀察單瓣和重瓣大花??紫薇花器官發(fā)育過程,掃描電鏡觀察比較兩者瓣狀器官表面細(xì)胞形態(tài)。比較單瓣和重??瓣大花紫薇不同花器官發(fā)育時期花蕾轉(zhuǎn)錄組,WGCNA分析篩選雄蕊瓣化相關(guān)關(guān)鍵調(diào)??控基因,并通過qRT-PCR驗證基因表達(dá)量。以此試圖分析大花紫薇雄蕊瓣化關(guān)鍵基??因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和花發(fā)育同源基因調(diào)控模型,克隆關(guān)鍵花器官發(fā)育調(diào)控基因并轉(zhuǎn)化至擬南??芥中,從而初步闡釋大花紫薇雄蕊瓣化關(guān)鍵基因在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控作用,為進(jìn)一步探??討關(guān)鍵基因功能奠定基矗本研究技術(shù)路線如圖1-2所示。??私艱Cjif(瓣(D>??人花紫澉???; ̄卜■?I????1?」?????x???分析人花紫版雄蕊*Ht又鋌時18J??I? ̄ ̄??s'jDm&ua??時丨t>m:必iut較分析??1? ̄??WGCNA分祈篩選??雄蕊瓣化又鏈調(diào)拉站W??廣?曹??qRT-PCR驗?ill:??T????|?^???人花紫熱^&耵化又?址?|?x贓¥.i.r肋嘗N??;;:R??敁選坫丨4閟擰m洛?j??I?|?擬iw汴迪丨化??人花紫想花發(fā)源?I???? ̄1???I???仞少剛抒人花紫啟雄蕊酚化X;?鋌??的;A/KT:的及達(dá)調(diào)擰作川??圖1-2本研宄技術(shù)路線??Fig.?1-2?Technical?route?map?in?this?research??9??
大花紫薇單瓣和重瓣花器官發(fā)育形態(tài)比較??瓣6枚,全部雄蕊瓣化,花藥完全變異為瓣狀結(jié)構(gòu),形態(tài)同花瓣但變小,花絲細(xì)小且??由白色變異為紫紅色,有大量紫紅色花色苷沉積,可見花瓣原始形狀(圖2-2),由此??導(dǎo)致其雄性不育但觀賞價值大大提高,為雄蕊瓣化研宄提供了極佳的材料。??表2-1大花紫薇單瓣(S)和重瓣(D)植株性狀對比??Table?2-1?Comparison?between?S?and?D?phenotypes??形態(tài)?m?m???當(dāng)年生枝莖顏色?陽面紫紅,陰面綠?紫紅色??嫩莖?四棱,有枝翅?圓形,光亮??嫩葉?黃綠色(Yellow-Green?146A)或偏紫紅色(Red-Purple?59A)??紫紅??成熟葉面?粗糙?光亮??幼嫩組織被毛顏色白色糠粃狀密氈毛?紫紅色糠粃狀密氈毛??花序梗顏色?綠色?紫紅色??花梗顏色?綠色?紫紅色??雄蕊?正常?全部瓣化??子房壁?薄?厚??花萼顏色?綠色(Green?136D)?紫紅色(Red-Purple?59A)??萼爪?無?有(常4?6枚,花芽直徑多0.3?cm時??較明顯)??結(jié)實率?高,球形蒴果?幾不結(jié)實??圖2-1單瓣(S)和重瓣(D)大花紫薇花序?qū)Ρ??Fig.?2-1?Comparison?between?single?(S)?and?double?(D)?flower?inflorescence??13??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大花紫薇與紫薇雜交F1群體表型評價及分子標(biāo)記連鎖分析[J]. 吳際洋,焦垚,葉遠(yuǎn)俊,鞠易倩,劉婷婷,梁曉涵,程堂仁,王佳,張啟翔,潘會堂. 園藝學(xué)報. 2018(11)
[2]不同顏色蝴蝶蘭花瓣表皮細(xì)胞形態(tài)差異比較[J]. 肖文芳,李佐,陳和明,呂復(fù)兵. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2017(07)
[3]紋瓣懸玲花花瓣表面的細(xì)微結(jié)構(gòu)的掃描電鏡觀察[J]. 黃媛,毛婭,秦孝萍,陳麗,譚攀,張苗,卜貴軍. 現(xiàn)代園藝. 2015(07)
[4]花色多態(tài)植物紫薇花部綜合特征與繁育系統(tǒng)[J]. 劉龍昌,陶珂,景康康,王菲,司衛(wèi)杰. 林業(yè)科學(xué). 2015(01)
[5]紫薇幾個表型性狀的QTLs定位[J]. 賀丹,王曉嬌,劉陽,蔡明,潘會堂,張啟翔. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2014(07)
[6]荷花“重瓣化”的花器官形態(tài)發(fā)育比較觀察[J]. 黃秀,田代科,張微微,曾宋君,莫海波. 植物分類與資源學(xué)報. 2014(03)
[7]紫薇×大花紫薇不同育性株系花粉生活力及柱頭可授性對比分析[J]. 胡杏,鞠易倩,葉遠(yuǎn)俊,申建雙,潘會堂,張啟翔. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2014(02)
[8]尾葉紫薇與紫薇雜交后代花香氣成分分析[J]. 徐婉,石俊,蔡明,潘會堂,張啟翔. 西北植物學(xué)報. 2014(02)
[9]植物花芽分化研究進(jìn)展[J]. 曲波,張微,陳旭輝,李楠,崔娜,李天來. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2010(24)
[10]重瓣花的形成機理及遺傳特性研究進(jìn)展[J]. 趙印泉,劉青林. 西北植物學(xué)報. 2009(04)
博士論文
[1]我國紫薇種質(zhì)資源及其親緣關(guān)系的研究[D]. 王獻(xiàn).北京林業(yè)大學(xué) 2004
碩士論文
[1]紫薇雜交后代的花色、AFLP及抗病分析[D]. 謝憲.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]紫薇育種技術(shù)研究[D]. 聶碩.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]榆葉梅花發(fā)育相關(guān)MADS-box基因克隆和表達(dá)模式研究[D]. 鐘軍珺.北京林業(yè)大學(xué) 2016
[4]四種紫薇屬植物快繁與再生體系的建立[D]. 王軻.北京林業(yè)大學(xué) 2015
[5]紫薇微衛(wèi)星標(biāo)記開發(fā)及矮化性狀的分子標(biāo)記[D]. 劉陽.北京林業(yè)大學(xué) 2013
[6]錦葵科(Malvaceae L.)一些植物的形態(tài)解剖與園林應(yīng)用探討[D]. 劉偉軍.福建農(nóng)林大學(xué) 2009
[7]單瓣與重瓣紫花木槿花發(fā)育的細(xì)胞及分子生物學(xué)的比較研究[D]. 何利娟.北京林業(yè)大學(xué) 2006
[8]梅花重瓣性F1作圖群體構(gòu)建及分子標(biāo)記初步分析[D]. 張金波.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
本文編號:3514994
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:103 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1植物花器官決定的分子調(diào)控模型(TheiBen、Melzer等,2016)??Fig.?1-1?Molecular?regulatory?model?in?floral?organ?development?(TheiBen,?Melzer?et?al.,?2016)??
引言??1.5.3本研宄的技術(shù)路線??通過形態(tài)學(xué)方法分析大花紫薇雄蕊瓣化關(guān)鍵時期,石蠟切片觀察單瓣和重瓣大花??紫薇花器官發(fā)育過程,掃描電鏡觀察比較兩者瓣狀器官表面細(xì)胞形態(tài)。比較單瓣和重??瓣大花紫薇不同花器官發(fā)育時期花蕾轉(zhuǎn)錄組,WGCNA分析篩選雄蕊瓣化相關(guān)關(guān)鍵調(diào)??控基因,并通過qRT-PCR驗證基因表達(dá)量。以此試圖分析大花紫薇雄蕊瓣化關(guān)鍵基??因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和花發(fā)育同源基因調(diào)控模型,克隆關(guān)鍵花器官發(fā)育調(diào)控基因并轉(zhuǎn)化至擬南??芥中,從而初步闡釋大花紫薇雄蕊瓣化關(guān)鍵基因在轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控作用,為進(jìn)一步探??討關(guān)鍵基因功能奠定基矗本研究技術(shù)路線如圖1-2所示。??私艱Cjif(瓣(D>??人花紫澉???; ̄卜■?I????1?」?????x???分析人花紫版雄蕊*Ht又鋌時18J??I? ̄ ̄??s'jDm&ua??時丨t>m:必iut較分析??1? ̄??WGCNA分祈篩選??雄蕊瓣化又鏈調(diào)拉站W??廣?曹??qRT-PCR驗?ill:??T????|?^???人花紫熱^&耵化又?址?|?x贓¥.i.r肋嘗N??;;:R??敁選坫丨4閟擰m洛?j??I?|?擬iw汴迪丨化??人花紫想花發(fā)源?I???? ̄1???I???仞少剛抒人花紫啟雄蕊酚化X;?鋌??的;A/KT:的及達(dá)調(diào)擰作川??圖1-2本研宄技術(shù)路線??Fig.?1-2?Technical?route?map?in?this?research??9??
大花紫薇單瓣和重瓣花器官發(fā)育形態(tài)比較??瓣6枚,全部雄蕊瓣化,花藥完全變異為瓣狀結(jié)構(gòu),形態(tài)同花瓣但變小,花絲細(xì)小且??由白色變異為紫紅色,有大量紫紅色花色苷沉積,可見花瓣原始形狀(圖2-2),由此??導(dǎo)致其雄性不育但觀賞價值大大提高,為雄蕊瓣化研宄提供了極佳的材料。??表2-1大花紫薇單瓣(S)和重瓣(D)植株性狀對比??Table?2-1?Comparison?between?S?and?D?phenotypes??形態(tài)?m?m???當(dāng)年生枝莖顏色?陽面紫紅,陰面綠?紫紅色??嫩莖?四棱,有枝翅?圓形,光亮??嫩葉?黃綠色(Yellow-Green?146A)或偏紫紅色(Red-Purple?59A)??紫紅??成熟葉面?粗糙?光亮??幼嫩組織被毛顏色白色糠粃狀密氈毛?紫紅色糠粃狀密氈毛??花序梗顏色?綠色?紫紅色??花梗顏色?綠色?紫紅色??雄蕊?正常?全部瓣化??子房壁?薄?厚??花萼顏色?綠色(Green?136D)?紫紅色(Red-Purple?59A)??萼爪?無?有(常4?6枚,花芽直徑多0.3?cm時??較明顯)??結(jié)實率?高,球形蒴果?幾不結(jié)實??圖2-1單瓣(S)和重瓣(D)大花紫薇花序?qū)Ρ??Fig.?2-1?Comparison?between?single?(S)?and?double?(D)?flower?inflorescence??13??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大花紫薇與紫薇雜交F1群體表型評價及分子標(biāo)記連鎖分析[J]. 吳際洋,焦垚,葉遠(yuǎn)俊,鞠易倩,劉婷婷,梁曉涵,程堂仁,王佳,張啟翔,潘會堂. 園藝學(xué)報. 2018(11)
[2]不同顏色蝴蝶蘭花瓣表皮細(xì)胞形態(tài)差異比較[J]. 肖文芳,李佐,陳和明,呂復(fù)兵. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2017(07)
[3]紋瓣懸玲花花瓣表面的細(xì)微結(jié)構(gòu)的掃描電鏡觀察[J]. 黃媛,毛婭,秦孝萍,陳麗,譚攀,張苗,卜貴軍. 現(xiàn)代園藝. 2015(07)
[4]花色多態(tài)植物紫薇花部綜合特征與繁育系統(tǒng)[J]. 劉龍昌,陶珂,景康康,王菲,司衛(wèi)杰. 林業(yè)科學(xué). 2015(01)
[5]紫薇幾個表型性狀的QTLs定位[J]. 賀丹,王曉嬌,劉陽,蔡明,潘會堂,張啟翔. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2014(07)
[6]荷花“重瓣化”的花器官形態(tài)發(fā)育比較觀察[J]. 黃秀,田代科,張微微,曾宋君,莫海波. 植物分類與資源學(xué)報. 2014(03)
[7]紫薇×大花紫薇不同育性株系花粉生活力及柱頭可授性對比分析[J]. 胡杏,鞠易倩,葉遠(yuǎn)俊,申建雙,潘會堂,張啟翔. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2014(02)
[8]尾葉紫薇與紫薇雜交后代花香氣成分分析[J]. 徐婉,石俊,蔡明,潘會堂,張啟翔. 西北植物學(xué)報. 2014(02)
[9]植物花芽分化研究進(jìn)展[J]. 曲波,張微,陳旭輝,李楠,崔娜,李天來. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2010(24)
[10]重瓣花的形成機理及遺傳特性研究進(jìn)展[J]. 趙印泉,劉青林. 西北植物學(xué)報. 2009(04)
博士論文
[1]我國紫薇種質(zhì)資源及其親緣關(guān)系的研究[D]. 王獻(xiàn).北京林業(yè)大學(xué) 2004
碩士論文
[1]紫薇雜交后代的花色、AFLP及抗病分析[D]. 謝憲.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]紫薇育種技術(shù)研究[D]. 聶碩.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]榆葉梅花發(fā)育相關(guān)MADS-box基因克隆和表達(dá)模式研究[D]. 鐘軍珺.北京林業(yè)大學(xué) 2016
[4]四種紫薇屬植物快繁與再生體系的建立[D]. 王軻.北京林業(yè)大學(xué) 2015
[5]紫薇微衛(wèi)星標(biāo)記開發(fā)及矮化性狀的分子標(biāo)記[D]. 劉陽.北京林業(yè)大學(xué) 2013
[6]錦葵科(Malvaceae L.)一些植物的形態(tài)解剖與園林應(yīng)用探討[D]. 劉偉軍.福建農(nóng)林大學(xué) 2009
[7]單瓣與重瓣紫花木槿花發(fā)育的細(xì)胞及分子生物學(xué)的比較研究[D]. 何利娟.北京林業(yè)大學(xué) 2006
[8]梅花重瓣性F1作圖群體構(gòu)建及分子標(biāo)記初步分析[D]. 張金波.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
本文編號:3514994
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