花青素是一類抗氧化物質,能夠清除細胞中自由基,在促進人類身體健康和預防心血管疾病中起到重要作用。紫粒小麥由于果皮中富含花青素,具有很高的營養(yǎng)價值,是育種家非常關注的種質資源。此外,花青素在小麥不同組織中的積累可作為育種中有效的形態(tài)學標記。目前,小麥中花青素的調控基因以及調控模式尚不完全清楚。因此,研究小麥中花青素合成的分子機制具有重要的意義。本文利用QTL定位技術、比較作圖、瞬時表達等方法,對調控小麥紅色胚芽鞘的基因進行了篩選及功能的研究;同時,基于小麥果皮的轉錄組測序,篩選并獲得了花青素合成相關的MYB與bHLH候選基因,并進一步探討了MYB與bHLH轉錄因子如何調控小麥籽粒中花青素的合成,該研究為揭示小麥胚芽鞘與籽粒中花青素合成的分子機制提供了理論依據(jù),其主要的研究結果如下:(1)在寧7840與Clark雜交得到的重組自交系(RIL)群體中,利用QTL定位技術,將調控胚芽鞘顏色的基因定位于7A染色體上的Xsnp7205與Xsnp5258標記之間。將定位區(qū)段與二穗短柄草、高粱和水稻對應的染色體區(qū)段構建比對圖譜,在水稻和高粱的共線性區(qū)域找到了參與花青素調控的MYB轉錄因子基因Sb10g...

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 文獻綜述
    1.1 花青素的成分及功能
        1.1.1 花青素的分類
        1.1.2 花青素的功能
    1.2 花青素合成通路及結構基因
    1.3 花青素的轉錄調控
        1.3.1 MYB轉錄因子
        1.3.2 bHLH轉錄因子
        1.3.3 WD40轉錄因子
        1.3.4 MBW(MYB-bHLH-WD40)復合物
        1.3.5 MBW的層級調控
    1.4 環(huán)境及發(fā)育對花青素的影響
    1.5 轉錄組測序在花青素研究中的應用
    1.6 小麥花青素合成研究進展
        1.6.1 小麥中顏色相關基因的定位
        1.6.2 小麥花青素基因的克隆與功能驗證
    1.7 本研究的目的及意義
第二章 小麥紅色胚芽鞘調控基因的定位及功能研究
    2.1 引言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 材料
        2.2.2 基因組DNA的提取
        2.2.3 連鎖圖譜的構建及QTL定位
        2.2.4 同源比對作圖
        2.2.5 基因克隆與標記的開發(fā)
        2.2.6 序列比對及進化樹分析
        2.2.7 亞細胞定位
        2.2.8 基因槍介導的瞬時表達
    2.3 結果與分析
        2.3.1 遺傳圖譜的構建及QTL定位
        2.3.2 胚芽鞘花青素調控基因的篩選
        2.3.3 TaC1基因的擴增及標記的開發(fā)
        2.3.4 蛋白序列比對及進化樹分析
        2.3.5 TaC1的亞細胞定位
        2.3.6 TaC1在小麥愈傷組織中的瞬時表達
    2.4 討論
    2.5 本章小節(jié)
第三章 小麥紫色果皮花青素相關基因的篩選
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 材料
        3.2.2 RNA提取、文庫構建及測序
        3.2.3 Denovo組裝和功能預測
        3.2.4 差異表達分析及花青素結構基因的篩選
        3.2.5 花青素基因的篩選及定位
        3.2.6 熒光定量分析
    3.3 結果與分析
        3.3.1 轉錄組組裝結果分析
        3.3.2 基因的功能注釋
        3.3.3 差異表達分析
        3.3.4 GO功能分布
        3.3.5 花青素相關MYB與bHLH轉錄因子的篩選
        3.3.6 花青素結構基因及調控基因的篩選與表達模式分析
    3.4 討論
        3.4.1 參與調控花青素合成的MYB與bHLH轉錄因子
        3.4.2 參與花青素合成的結構基因
        3.4.3 光照及發(fā)育對花青素相關基因表達的影響
    3.5 本章小節(jié)
第四章 調控小麥果皮花青素合成轉錄因子基因的鑒定與功能研究
    4.1 引言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 植物材料
        4.2.2 植物RNA的提取與反轉錄
        4.2.3 DNA的提取
        4.2.4 花青素含量的分析
        4.2.5 基因克隆
        4.2.6 序列比對、進化樹及啟動子分析
        4.2.7 TaPpm1與TaPpb1標記的開發(fā)及染色體定位
        4.2.8 亞細胞定位
        4.2.9 酵母雙雜與酵母單雜
        4.2.10 小麥愈傷的瞬時表達
        4.2.11 雙熒光素酶試驗
        4.2.12 熒光定量分析
    4.3 結果與分析
        4.3.1 轉錄因子基因及結構基因在小麥不同組織部位的表達分析
        4.3.2 TaPpm1與TaPpb1基因與啟動子的變異
        4.3.3 TaPpm1與TaPpb1編碼蛋白的比對及啟動子特性分析
        4.3.4 TaPpm1與TaPpb1的染色體定位
        4.3.5 TaPpm1與TaPpb1的基因型與F2群體果皮顏色的關系
        4.3.6 TaPpm1與TaPpb1的亞細胞定位
        4.3.7 基因槍介導的瞬時表達
        4.3.8 TaPpm1s與TaPpb1的互作
        4.3.9 TaPpm1與TaPpb1的激活功能及TaPpb1a/b啟動子強弱的檢測
        4.3.10 酵母單雜試驗
    4.4 討論
        4.4.1 TaPpm1與TaPpb1共同調控小麥果皮花青素的合成
        4.4.2 TaPpm1和TaPpb1的層級調控
    4.5 本章小節(jié)
第五章 全文結論
    5.1 全文結論
        5.1.1 小麥紅色胚芽鞘調控基因的定位及功能研究
        5.1.2 小麥紫色果皮花青素相關基因的篩選
        5.1.3 調控小麥果皮花青素合成轉錄因子基因的鑒定與功能研究
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 未來研究方向
參考文獻
附錄
縮略詞及英漢對照
致謝
作者簡介



本文編號：3781394