【摘要】：棉纖維是紡織工業(yè)中最重要的原料,是研究細(xì)胞伸長(zhǎng)的理想模型體系。此外,纖維長(zhǎng)度是棉花最重要的性狀之一。已有許多研究報(bào)道發(fā)現(xiàn)miRNA參與調(diào)控纖維發(fā)育,然而大多數(shù)集中在對(duì)纖維起始的研究,對(duì)纖維伸長(zhǎng)的研究報(bào)道還很少,對(duì)纖維伸長(zhǎng)與miRNA相關(guān)的自然遺傳變異缺乏了解,對(duì)miRNA參與調(diào)控纖維伸長(zhǎng)的深入研究還不多。本研究以從陸地棉和海島棉的回交自交系群體中篩選出纖維長(zhǎng)度存在顯著差異的兩個(gè)品系(命名為“Long”和“Short”)為材料,研究miRNA與棉花纖維伸長(zhǎng)的關(guān)系,主要結(jié)果如下:1.以“Long”和“Short”為親本,構(gòu)建包含1510個(gè)單株的F2群體,從中隨機(jī)挑選148株進(jìn)行簡(jiǎn)化基因組測(cè)序,構(gòu)建高密度遺傳圖譜。該遺傳圖譜的總長(zhǎng)度為3462.8cM,包含9182個(gè)單核苷酸多態(tài)性位點(diǎn),標(biāo)記之間平均遺傳距離為0.38 cM。對(duì)F2和F2:3群體進(jìn)行纖維長(zhǎng)度QTL定位發(fā)現(xiàn),一共檢測(cè)到7個(gè)長(zhǎng)度相關(guān)的QTL,其中在染色體A08和D03上檢測(cè)到兩個(gè)穩(wěn)定的QTL:qFL-A08-1、qFL-D03-1,并發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)QTL都有前人報(bào)道過。對(duì)該群體進(jìn)行重組熱點(diǎn)分析,找到了 9個(gè)重組熱點(diǎn)。利用親本10DPA的RNA-seq數(shù)據(jù),篩選到了兩個(gè)纖維長(zhǎng)度相關(guān)的候選基因:細(xì)胞色素b5(CB5,Gh_A08G1729)和微管末端結(jié)合基因(EB1C,Gh__D3G0232)。2.對(duì)“Long”和“Short”的開花后10天的纖維進(jìn)行miRNA高通量測(cè)序,分析了 miRNAs及其靶基因在纖維快速伸長(zhǎng)過程中的差異表達(dá)情況。進(jìn)一步進(jìn)行熒光定量PCR分析以驗(yàn)證結(jié)果。共檢測(cè)到463個(gè)miRNA,其中47個(gè)差異表達(dá),而且有9個(gè)差異表達(dá)的miRNAs能與前人報(bào)道的9個(gè)纖維長(zhǎng)度QTL共定位,并對(duì)這9個(gè)miRNA的靶基因進(jìn)行降解組、RACE驗(yàn)證和功能注釋,找到了參與調(diào)控纖維伸長(zhǎng)的候選miRNA。其中miR477b和miR160a能與多個(gè)QTL共定位。本研究還分析了異源多倍體棉花與其二倍體祖先種中miRNAs及靶基因之間的調(diào)控關(guān)系的變化。這些結(jié)果將有助于理解棉花中miRNAs纖維伸長(zhǎng)的分子遺傳調(diào)控機(jī)制。3.進(jìn)一步對(duì)miR477b進(jìn)行深入分析。在陸地棉和海島棉中進(jìn)行了 miR477家族的鑒定和分析,比較了兩個(gè)材料中miR477序列的差異。利用病毒誘導(dǎo)基因沉默(VIGS)技術(shù)對(duì)miR477功能進(jìn)行驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)過表達(dá)miR477b使棉花纖維伸長(zhǎng),而抑制miR477導(dǎo)致纖維變短。并對(duì)靶基因(DELL4)和下游相關(guān)基因(RDLL1和EXPA1)進(jìn)行了表達(dá)量分析和序列比對(duì)。認(rèn)為miR477對(duì)纖維伸長(zhǎng)有重要作用。4.對(duì)miR160a-5p進(jìn)行深入分析。在陸地棉和海島棉中進(jìn)行了 miR160家族的鑒定和分析,并比較了不同成員的表達(dá)量。VIGS功能驗(yàn)證發(fā)現(xiàn),過表達(dá)miR160a-5p導(dǎo)致靶基因ARF17表達(dá)量下降,下游基因GH3隨之下降,導(dǎo)致生長(zhǎng)素積累增加,纖維顯著伸長(zhǎng),而抑制miR160a-5p使纖維長(zhǎng)度變短。本研究發(fā)現(xiàn)miR160a-5p參與纖維伸長(zhǎng)的調(diào)控過程。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S562
【圖文】：

而與之相反的，Ａ０１、Ａｌ］、Ａ１２和Ａ１３四條染色體表現(xiàn)出顯著高于它們的同源染色體Ｄ０１、Ｄ１１、逡逑Ｄ１２和Ｄ１３的重組率。通過對(duì)全基因組中各位點(diǎn)重組率的掃描，我們?cè)谠撊后w中共鑒定出了邋９個(gè)重逡逑組熱點(diǎn)區(qū)，分布在染色體ＤＯＫ邋Ｄ０３、Ａ０７、Ｄ０７、Ｄ０９、Ｄ１２和Ｄ１３上（圖２．２）。對(duì)這９個(gè)重組熱逡逑點(diǎn)區(qū)來說，分布在Ｄｔ亞基因組中的個(gè)數(shù)要比分布在Ａｔ亞基因組中的更多，這與我們上面得到的結(jié)逡逑論Ｄｔ亞基因組的重組率高于Ａｔ亞基因組的重組率一致，與前人的報(bào)道也相符（Ｓｈｅｎ邋ｅｔ邋ａｌ．邋２０１７）。逡逑２．３．４邋Ｆ２和Ｆ２：３群體中纖維品質(zhì)性狀的ＱＴＬ定位逡逑基于我們構(gòu)建的高密度遺傳圖譜，我們對(duì)５個(gè)纖維品質(zhì)性狀在Ｆ２群體，Ｆ２：３群體三個(gè)環(huán)境、平逡逑均值，以及ＢＬＵＰ值進(jìn)行了邋ＱＴＬ定位。共鑒定到了邋９個(gè)ＱＴＬ，其中纖維長(zhǎng)度相關(guān)的ＱＴＬ有７個(gè)，逡逑纖維強(qiáng)度相關(guān)的ＱＴＬ有４個(gè)。這些ＱＴＬ能在１個(gè)或多個(gè)環(huán)境被檢測(cè)到，我們把在三個(gè)及以上環(huán)境逡逑中都能檢測(cè)到的ＱＴＬ認(rèn)定為穩(wěn)定的ＱＴＬ

＿Ｚ）０？ＧＹ＾２）作逡逑為最可能的候選基因，并在兩個(gè)親本纖維伸長(zhǎng)不同時(shí)期進(jìn)行表達(dá)模式分析，分析結(jié)果如圖２．４所示。逡逑編碼細(xì)胞ｆｔ素邋ｂ５邋的基因位于ｆ｝ＦＬ－Ａ０８－ｌ邋中’該基因在“Ｓｈｏｒｔ”逡逑中的表達(dá)量顯著高于在“Ｌｏｎｇ”中的表達(dá)量，這一結(jié)果表明，該基因可能對(duì)棉花纖維的伸長(zhǎng)有抑制作逡逑用，基因表達(dá)量高，纖維長(zhǎng)度越短，反之，纖維變長(zhǎng)。對(duì)于另一個(gè)位于ｑＦＬ－Ｄ０３－丨上的編碼微管末逡逑端結(jié)合蛋白的基因ＧＡ＿￡＞ｆｔ５Ｇ０２Ｊ２）在“Ｌｏｎｇ”中比在“Ｓｈｏｒｔ”中有逡逑更高的表達(dá)水平，特別是在０－１５ＤＰＡ快速伸長(zhǎng)的纖維中，兩個(gè)材料的表達(dá)差異更加顯著。盡管該基逡逑因在“Ｌｏｎｇ”中１５邋ＤＰＡ后表達(dá)量開始降低，但仍然顯著高于“Ｓｈｏｒｔ”中的表達(dá)量。根據(jù)共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分逡逑析結(jié)果，分別有３和３５個(gè)基因表現(xiàn)出與ＣＪ／？」＜＜ＷＧ／７２９和ＧＡ＿￡ＷｉＧ０２Ｊ２有協(xié)同共表達(dá)關(guān)系：有３和逡逑４個(gè)基因有抑制關(guān)系。然后使用親本１０ＤＰＡ纖維中轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析了共表達(dá)基因的表達(dá)量，結(jié)果發(fā)逡逑現(xiàn)僅一個(gè)基因（Ａ／ｗ／印／ｅ邋Ｃ２邋ｉ／ｏｍａ／／ｉ邐／嘴／0／１尸／＇0紀(jì)／＇？邋又邋Ａ／ＣＴＰｊ，邐能與逡逑Ｇ／ｉ＿．４似Ｇ／７２９協(xié)同共表達(dá)（圖２．４ｃ）。而有２８?jìng)�(gè)基因表現(xiàn)出與ＧＡ＿￡＾Ｇｆｌ２ｉ２協(xié)同共表達(dá)的趨勢(shì)

“Ｓｈｏｒｔ”中有６５個(gè)。逡逑為了近一步分析這些新ｍｉＲＮＡｓ的特點(diǎn)，我們又分析了這些ｍｉＲＮＡ的長(zhǎng)度和５’端核苷酸堿基逡逑偏好性（圖３．４）。在８３個(gè)新ｍｉＲＮＡｓ中，２丨ｎｔ的ｍｉＲＮＡ數(shù)量最多，其次是２２邋ｎｔ的ｍｉＲＮＡ。通逡逑過對(duì)５’端核苷酸的堿傶偏好性分析發(fā)現(xiàn)，多數(shù)ｍｉＲＮＡ第一個(gè)核苷酸堿基都是尿嘧啶Ｕ邋（圖３．４），逡逑這一結(jié)果也與前人在棉花中的報(bào)道一致（Ｐａｎｇ邋ｅｔａｌ．邋２００９；邋Ｙａｎｇ邋ｅｔ邋ａｌ．邋２０１３）。ｍｉＲＮＡ是否存在ｍｉＲＮＡ＊逡逑（位于前體二級(jí)結(jié)構(gòu)的另一個(gè)莖上）是驗(yàn)證這些Ｓｍａｌｌ邋ＲＮＡ是否是ｍｉＲＮＡ的一個(gè)重要證據(jù)的（Ｍｅｙｅｒｓ逡逑ｅｔ邋ａＬ邋２００８）。在我們鑒定到的８３個(gè)新的ｍｉＲＮＡ中

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9 ;科學(xué)之窗[J];世界科學(xué);1989年05期

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4 緱金營(yíng);棉花纖維發(fā)育研究：表達(dá)譜和代謝譜分析[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海生命科學(xué)研究院）;2006年

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本文編號(hào)：2780885