本文關(guān)鍵詞：百合切花莖基端PPOs基因表達及采切創(chuàng)傷轉(zhuǎn)錄組分析

  更多相關(guān)文章： 百合 切花 多酚氧化酶 創(chuàng)傷反應(yīng) 基因表達 轉(zhuǎn)錄組

【摘要】：切花是花卉市場上的主流產(chǎn)品,其莖基端在采摘及隨后剪切時受到嚴重創(chuàng)傷。已有研究表明植物組織受到創(chuàng)傷后會誘發(fā)一系列生理生化反應(yīng),最為明顯的是傷口及鄰近部位的酚類氧化代謝被誘導(dǎo)加強。但迄今對切花創(chuàng)傷反應(yīng)的發(fā)生及其分子機制與調(diào)控尚缺乏系統(tǒng)研究和認識。為此,本論文首先以O(shè)T系百合‘羅賓娜’(Lilium Oriental-Trumpet hybrid‘Robina’)切花為試材,研究探討酚類氧化代謝關(guān)鍵酶——多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)基因的表達特點,然后著重分析東方百合‘蒂伯’(Lilium Oriental hybrid‘Tiber’)切花莖基端切割創(chuàng)傷后不同時期轉(zhuǎn)錄組的變化特點。主要研究結(jié)果如下:(1)從百合切花‘羅賓娜’得到LhPPO1、LhPPO2和LhPPO3共3個PPOs基因全長序列,三者分別含1 668、1 683和1 692bp的ORF,依次編碼555、560和563個氨基酸。三者均含有PPO典型保守結(jié)構(gòu)域:酪氨酸酶超級家族結(jié)構(gòu)域、PPO中間域(PPO1_DWL)和C-端結(jié)構(gòu)域(PPO1_KFDV)。分析LhPPO1和LhPPO2基因上游分別為1 888和1 095 bp的啟動子序列發(fā)現(xiàn),均存在植物啟動子基本轉(zhuǎn)錄元件及創(chuàng)傷、病原菌、植物激素等響應(yīng)元件。LhPPO1在雄蕊中表達量較高,LhPPO2在莖中表達水平最高,而在雌蕊、雄蕊、花瓣、葉片和莖中并未檢測到LhPPO3表達。(2)共有7 805個差異表達Unigenes參與百合‘蒂伯’切花莖基端對創(chuàng)傷的響應(yīng),創(chuàng)傷早期(6 h內(nèi))有大量Unigenes上調(diào)表達,隨后下調(diào)表達基因的數(shù)目則逐漸增多。將所有差異基因比對到KEGG數(shù)據(jù)庫中,注釋基因數(shù)最多的6個途徑依次是植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)(73個)、植物病原體互作(53個)、淀粉和蔗糖代謝(46個)、苯丙烷生物合成(34個)、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中蛋白加工(32個)和苯丙氨酸代謝(28個)。其中,富集程度高且可靠的前3個途徑分別為植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、植物病原體互作和苯丙烷生物合成,意味著這些途徑在百合‘蒂伯’切花響應(yīng)切割創(chuàng)傷中起著極為重要的作用。(3)OT系百合‘羅賓娜’切花中克隆的3個PPOs基因與東方百合‘蒂伯’切花創(chuàng)傷轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果注釋為PPOs基因的相應(yīng)序列相似度高,分別達82.2%、97.8%和94.5%,且它們在切割創(chuàng)傷后的表達趨勢也頗為相似。兩種百合切花品種中PPOs基因在切割創(chuàng)傷后較短時間內(nèi)(6 h)即可顯著上調(diào),其中LhPPO2和c62702.graph_c0可在較長時間持續(xù)其高水平表達(二者分別從第6 h維持至第168 h和第48 h)。
【關(guān)鍵詞】：百合 切花 多酚氧化酶 創(chuàng)傷反應(yīng) 基因表達 轉(zhuǎn)錄組
【學位授予單位】：仲愷農(nóng)業(yè)工程學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S682.29
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 縮略詞表7-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 植物響應(yīng)機械創(chuàng)傷的機制10-17
• 1.1.1 機械創(chuàng)傷與抗氧化酶系統(tǒng)10-12
• 1.1.2 機械創(chuàng)傷與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑12-14
• 1.1.3 機械創(chuàng)傷與植物次生代謝14-17
• 1.2 轉(zhuǎn)錄組測序研究進展17-18
• 1.2.1 轉(zhuǎn)錄組學研究17
• 1.2.2 觀賞植物轉(zhuǎn)錄組學研究概況17-18
• 1.3 本研究的目的和意義18-19
• 第二章 材料與方法19-34
• 2.1 試驗材料19-20
• 2.1.1 植物材料及其處理19
• 2.1.2 主要儀器設(shè)備19-20
• 2.1.3 試驗用酶、試劑盒與相關(guān)試劑20
• 2.2 試驗方法20-34
• 2.2.1 百合總RNA的提取及檢測20
• 2.2.2 百合DNA的提取及檢測20
• 2.2.3 PCR擴增方法20-28
• 2.2.4 目的片段的回收、重組質(zhì)粒的連接轉(zhuǎn)化及陽性克隆的鑒定28-29
• 2.2.5 生物信息學分析29
• 2.2.6 半定量PCR29-30
• 2.2.7 RNA文庫的構(gòu)建、質(zhì)控及測序30-31
• 2.2.8 轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù)組裝31
• 2.2.9 轉(zhuǎn)錄組測序文庫質(zhì)量評估31
• 2.2.10 Unigenes功能注釋31
• 2.2.11 基因表達量分析31-32
• 2.2.12 差異表達分析32
• 2.2.13 差異表達基因富集分析32
• 2.2.14 實時熒光定量PCR32-34
• 第三章 結(jié)果與分析34-72
• 3.1 百合切花3個PPOs基因的克隆與序列分析34-50
• 3.1.1 百合切花DNA、RNA的提取與檢測34
• 3.1.2 百合切花3個PPOs基因cDNA序列全長的克隆34-40
• 3.1.3 百合切花3個PPOs基因gDNA序列的克隆40-41
• 3.1.4 百合切花PPOs基因序列的生物信息學分析41-45
• 3.1.5 LhPPO1和LhPPO2基因啟動子的克隆及其順式作用元件預(yù)測45-50
• 3.2 百合切花不同組織中LhPPOs基因的表達情況50
• 3.3 百合切花采后莖基端轉(zhuǎn)錄組分析50-70
• 3.3.1 百合總RNA的提取與檢測、文庫構(gòu)建與檢測50-51
• 3.3.2 測序數(shù)據(jù)質(zhì)量控制及組裝51-54
• 3.3.3 Unigene功能注釋54-58
• 3.3.4 差異表達分析58-60
• 3.3.5 差異表達基因功能注釋和富集分析60-68
• 3.3.6 熒光定量PCR對轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果的驗證68-70
• 3.4 ‘羅賓娜’與‘蒂伯’兩個百合品種間PPOs基因的對比70-72
• 第四章 討論與結(jié)論72-79
• 4.1 討論72-78
• 4.1.1 3 個百合PPOs基因的cDNA及gDNA的主要特征72-73
• 4.1.2 百合LhPPO1和LhPPO2基因上游啟動子的主要特征73-74
• 4.1.3 轉(zhuǎn)錄組測序評估74-75
• 4.1.4 植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)對切割創(chuàng)傷的響應(yīng)75-76
• 4.1.5 苯丙烷代謝對切割創(chuàng)傷的響應(yīng)76
• 4.1.6 百合切花PPOs基因表達特征76-78
• 4.2 結(jié)論78-79
• 致謝79-80
• 參考文獻80-90
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果90-92

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