良種良苗是作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ),具有生長優(yōu)勢的種苗不僅可以縮短苗木出圃時間,還可增加種苗定植后的成活率,因此如何培育出具有生長優(yōu)勢的種苗一直是苗木育種工作重點(diǎn)之一。在影響種苗生長的眾多因素中,種苗個體的基因型影響最大。揭示種苗生長勢優(yōu)勢分子機(jī)理具有重要的意義,它可為培育具有生長優(yōu)勢的種苗提供理論指導(dǎo)。相對于高產(chǎn)、抗逆等研究,對種苗生長勢優(yōu)勢分子機(jī)理相對較少,在橡膠樹中尤為如此。本研究以來自同一親本且在長勢上有顯著差異的橡膠樹品種文昌11 (WC 11)和保亭3410 (BT3410)為研究材料,對兩個橡膠樹品種苗期株高和莖粗進(jìn)行調(diào)查和分析。在葉片進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序、組裝、注釋基礎(chǔ)上,在轉(zhuǎn)錄組水平大規(guī)模鑒定橡膠樹苗期差異表達(dá)基因(苗期生長相關(guān)基因),并對苗期生長相關(guān)基因進(jìn)行注釋、GO和KEGG分析,并篩選橡膠樹生長相關(guān)候選基因,在轉(zhuǎn)錄組水平解析橡膠樹苗期生長勢優(yōu)勢分子機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:(1)研究對BT 3410和WC 11 一年生苗株高和莖粗進(jìn)行了測定,結(jié)果如下:BT 3410和WC 11一年生苗株高分別為353.8 ± 20.2和258.6 ± 13.9厘米,莖粗分別為8.82 ± 0.32和6.57 ± 0.21厘米。與WC11相比,BT 3410表現(xiàn)出明顯生長優(yōu)勢。(2)研究組裝了兩個親本(RRIM 600和PR 107)及兩個親本后代(WC11和BT3410)轉(zhuǎn)錄組測序數(shù)據(jù),共獲得152231個單一基因,單一基因平均長度為731 bp,N50長度為1193 bp。功能注釋結(jié)果顯示,在152231個單一基因中,有96971個基因至少在Nr、Nt和Pfam等7個數(shù)據(jù)庫中的一個數(shù)據(jù)庫得到注釋,基因注釋成功率為63.69%。52096個單一基因在GO數(shù)據(jù)庫中得到注釋,在分子功能、細(xì)胞成分和生物過程中占第一位的分別結(jié)合、細(xì)胞和細(xì)胞過程;28265個單一基因在KEGG數(shù)據(jù)庫中得到注釋,排在前三位的KEGG途徑分別為翻譯、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和碳代謝;28773個單一基因在KOG數(shù)據(jù)庫中得到注釋,一般性功能預(yù)測占第一位,接下來是翻譯后修飾,蛋白周轉(zhuǎn)和蛋白伴侶、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制、翻譯,核糖體結(jié)構(gòu)和生物發(fā)生;以上分析結(jié)果充分說明橡膠樹葉片中存在活躍的碳代謝和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程,這與葉片光合作用和物質(zhì)運(yùn)輸?shù)让芮邢嚓P(guān)。(3)以四個品種組裝的152231個單一基因參照轉(zhuǎn)錄組,將BT 3410和WC 11測序數(shù)據(jù)分別比對到參照轉(zhuǎn)錄組,用DESeq R軟件包鑒定兩個品種差異表達(dá)基因。以padj≤0.05為閾值,共有1066個基因在BT 3410和WC 11中差異表達(dá),與WC 11相比,BT 3410中上調(diào)和下調(diào)的基因數(shù)分別為588和478個。選取30個苗期生長相關(guān)基因進(jìn)行實(shí)時定量熒光RT-PCR分析,所有基因表達(dá)模式均與RNA-seq分析結(jié)果一致,說明本研究鑒定的苗期生長相關(guān)基因結(jié)果可靠。(4)GO terms和KEGG分析發(fā)現(xiàn),苗期生長相關(guān)基因包含在44個GO terms中,且在代謝過程、單生物過程和催化活性中顯著富集。KEGG途徑分析發(fā)現(xiàn),苗期生長相關(guān)基因分布在95個KEGG途徑中,近58%的基因集中在代謝途徑中。有趣的是,苗期生長相關(guān)基因在代謝途徑中的黃酮和黃酮醇生物合成、類黃酮生物合成、花色素苷生物合成、DDT降解和亞油酸代謝及生物系統(tǒng)中的植物病原菌互作途徑中顯著富集。上述富集GO terms和KEGG分析結(jié)果表明以上途徑中的苗期生長相關(guān)基因與橡膠樹苗期生長優(yōu)勢密切相關(guān),在調(diào)控苗期生長中發(fā)揮重要作用。(5)與前人在其它物種中的研究結(jié)果一致,與WC 11相比,BT3410中碳水化合物代謝、激素代謝基因和氧化還原相關(guān)基因的上調(diào)表達(dá),一些防御反應(yīng)基因下調(diào)表達(dá),這與BT 3410苗期具有生長優(yōu)勢一致。
【學(xué)位單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：S794.1
【部分圖文】：

結(jié)果明顯表明：在ＢＴ邋３４１０和ＷＣ邋１１中，無論是株高還是莖粗都存逡逑在著極顯著性差異，因此說明與ＷＣ邋１１相比，ＢＴ邋３４１０—年生苗表現(xiàn)出明顯的生逡逑長優(yōu)勢（圖３－ｌｂ）。逡逑表３－１邋２個橡膠樹品種的樹氋和樹圍測量統(tǒng)計結(jié)果逡逑Ｔａｂｌｅ３－１邋Ｓｅｅｄｌｉｎｇ邋ｇｉｒｔｈ邋ａｎｄ邋ｈｅｉｇｈｔ邋ｏｆ邋ｔｎｏ邋ｒｕｂｂｅｒ邋ｔｒｅｅ邋ｖａｒｉｅｔｉｅｓ．逡逑Ｖａｒｉｅｔｉｅｓ邐Ｇｉｒｔｈ邋（ｃｍ）邐Ｈｅｉｇｈｔ邋（ｃｍ）逡逑ＢＴ３４１０邐８．８２邋±０．３２邐３５３．８邋±２０．２逡逑ＷＣ邋１１邐６．５７±０．２１邐２５８．６邋±邋１３．９逡逑注：在表三中，分別是橡膠樹ＢＴ３４１０和ＷＣ１１的樹圍和樹高調(diào)查結(jié)果。逡逑（ａ）邐（ｂ）逡逑ＴｊｉｒｌＸ邋ＰＢ８６邋ＬＣＢ邋５１０邋４００邋Ｓｒ，邐．．．逡逑Ｉ邐Ｉ邋：邐｜邐■逡逑ＲＲＩＭ６００邋Ｘ邋ＰＲ邋１０７邐§２０ｊ邐－逡逑１１１Ｌ逡逑ＢＴ邋３４１０邐ＷＣ邋１１邐０邐Ｓ邋Ｓｒ邋？？－逡逑圖３－２四個橡膠樹品種的遺傳背景及橡膠樹的株氋和莖粗的顯著差異分析。逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋３－２邋Ｇｅｎｅｔｉｃ邋ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，邋ｓｅｅｄｌｉｎｇ邋ｇｉｒｔｈ邋ａｎｄ邋ｈｅｉｇｈｔ邋ｏｆ邋ｆｏｕｒ邋ｒｕｂｂｅｒ邋ｔｒｅｅ邋ｖａｒｉｅｔｉｅｓ．逡逑注：（ａ）圖為用于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的橡膠樹ＰＲＩＭ邋６００、ＰＲ邋１０７、ＢＴ邋３４１０、ＷＣ１１品種的遺傳背景逡逑關(guān)系圖。（ｂ）圖為ＢＴ邋３４１０、ＷＣ邋１１的株高和莖粗顯著性差異分析結(jié)果。數(shù)據(jù)采用單因素方差逡逑分析后

功能數(shù)據(jù)庫，ＫＥＧＧ分析可進(jìn)一步解析基因功能及基因相互關(guān)系。在１５２２３１個逡逑單一基因中，２８２６５個在ＫＥＧＧ數(shù)據(jù)庫中得到注釋，排在前三位的ＫＥＧＧ途徑逡逑分別為翻譯、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和碳代謝（圖３－６）。以上分析結(jié)果充分說明橡膠樹葉片中逡逑存在活躍的碳代謝和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程

圖３４邋ＫＥＧＧ代謝通路分析圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ３－６邋ｔｈｅ邋ｐｉｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ＫＥＧＧ邋ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ逡逑注：縱坐標(biāo)為ＫＥＧＧ代謝通路的名稱，橫坐標(biāo)為注釋到該通路下的基因個數(shù)及其占被注釋逡逑上的基因總數(shù)的比例。將基因根據(jù)參與的ＫＥＧＧ代謝通路可以分為５個分支：Ａ、細(xì)胞過程逡逑Ｂ、環(huán)境信息處理Ｃ、遺傳信息處理Ｄ、代謝Ｅ、有機(jī)系統(tǒng)等。其中詳細(xì)的數(shù)據(jù)信息見附錄逡逑表邋３－５邋0逡逑３．５邋ＢＴ邋３４１０和ＷＣ邋１１差異表達(dá)基因鑒定及ｑＲＴ－ＰＣＲ驗(yàn)證逡逑３．５．１邋ＢＴ邋３４１０和ＷＣ邋１１差異表達(dá)基因鑒定逡逑以組裝得到的１５２２３１個單一基因參照轉(zhuǎn)錄組，將ＢＴ邋３４１０和ＷＣ邋１１高通量逡逑測序數(shù)據(jù)分別比對到參考轉(zhuǎn)錄組，用ＤＥＳｅｑＲ軟件包鑒定兩個品種差異表達(dá)基逡逑因。以ｐａｄ＿ｊ邋５邋０．０５為閾值，共有１０６６個基因在ＢＴ邋３４１０和ＷＣ邋１１中差異表達(dá)，逡逑與ＷＣ邋１１相比，ＢＴ３４１０中上調(diào)和下調(diào)的基因數(shù)分別為５８８和４７８個。因ＷＣ邋１１逡逑和ＢＴ邋３４１０來自同一親本，遺傳背景相似，以上鑒定的兩個品種間的差異表達(dá)基逡逑因（苗期生長相關(guān)基因）可能與苗期生長密切相關(guān)。逡逑３．５．２第一鏈ｃＤＮＡ模板的獲取及檢測逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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1 曹盈;;高通量測序技術(shù)在植物轉(zhuǎn)錄組研究中的應(yīng)用[J];北京農(nóng)業(yè);2013年06期

2 岳桂東;高強(qiáng);羅龍海;王軍一;許姣卉;尹燁;;高通量測序技術(shù)在動植物研究領(lǐng)域中的應(yīng)用[J];中國科學(xué):生命科學(xué);2012年02期

3 趙燕;董雯怡;張志毅;李吉躍;聶立水;沈應(yīng)柏;;施肥對毛白楊雜種無性系幼苗生長和光合的影響[J];林業(yè)科學(xué);2010年04期

4 伍維模;李志軍;羅青紅;韓路;;土壤水分脅迫對胡楊、灰葉胡楊光合作用-光響應(yīng)特性的影響[J];林業(yè)科學(xué);2007年05期

5 黃華孫,周鐘毓;我國橡膠樹的引種試種與新品種選育[J];熱帶作物研究;1997年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 盧戌;基于第二代測序的轉(zhuǎn)錄組組裝軟件比較研究[D];蘭州大學(xué);2013年

本文編號：2813125