發(fā)布時間：2020-08-22 10:41

【摘要】：鮮食糯玉米是果蔬糧產(chǎn)業(yè)重要的糧食作物,可通過對其天然葉酸水平進行強化達到提高人體葉酸攝入的目的。本研究對不同種植環(huán)境下糯玉米種質(zhì)資源的葉酸含量進行評價,研究糯玉米籽粒發(fā)育過程葉酸含量及合成途徑關鍵基因的變化規(guī)律,綜合數(shù)字基因表達譜和轉(zhuǎn)錄組學分析影響糯玉米葉酸水平的候選基因及其分子機制。結(jié)果表明:(1)224份糯玉米種質(zhì)資源葉酸含量波動較大,廣州種植條件下葉酸含量的變幅為24.71μg/100 g干重到783.92μg/100 g干重,邯鄲種植條件下葉酸含量的變幅為33.54μg/100 g干重到339.25μg/100 g干重,且葉酸含量受到種植環(huán)境的影響,在不同種植環(huán)境下葉酸含量均較高的糯玉米資源有5個。(2)選取高、中、低葉酸水平的糯玉米資源,發(fā)現(xiàn)其葉酸和維生素C含量在籽粒發(fā)育過程中呈下降趨勢,授粉后20-25天階段能夠采收到葉酸和維生素C含量相對較高的鮮食糯玉米;不同籽粒顏色糯玉米中葉酸合成相關基因的表達模式存在差異,且受到不同季節(jié)氣候差異的影響。(3)轉(zhuǎn)錄組學分析結(jié)果表明不同顏色糯玉米成熟籽粒中注釋葉酸途徑的差異基因不同,初步篩選發(fā)現(xiàn)DHNA為葉酸合成相關關鍵基因,FBT1與YMR166為葉酸轉(zhuǎn)運相關關鍵基因,SHMT為葉酸轉(zhuǎn)化相關關鍵基因;差異基因的表達模式也存在差異,白糯玉米和黃糯玉米葉酸合成相關基因下調(diào),轉(zhuǎn)運與轉(zhuǎn)化相關基因上調(diào),紫糯玉米與之相反,葉酸合成、轉(zhuǎn)運和轉(zhuǎn)化過程相關基因通過共同作用達到影響葉酸水平的目的。(4)對本論文選取的紫糯玉米資源進行數(shù)字基因表達譜分析,初步驗證發(fā)現(xiàn)籽粒發(fā)育不同階段葉酸相關差異基因存在差異,但葉酸合成、轉(zhuǎn)運和轉(zhuǎn)化過程相關基因表達整體上調(diào),通過共同作用影響葉酸水平的變化;5FCL在籽粒發(fā)育全過程高表達以維持葉酸代謝活躍,在籽粒發(fā)育過程中持續(xù)轉(zhuǎn)化為其他重要生物大分子從而在細胞和組織中執(zhí)行重要的生物學功能;籽粒發(fā)育初期MTHFR基因活躍表達,通過葉酸的轉(zhuǎn)化過程間接對參與一碳代謝的葉酸的積累產(chǎn)生影響;籽粒發(fā)育末期GTPCH基因與DHFS基因的共同作用模式可能為該時期葉酸和維生素C含量較低的原因。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S513
【圖文】：

第一章 緒論進一步對 6 個糯玉米資源的成熟籽粒進行轉(zhuǎn)錄組學分析。分析不同籽粒顏差異表達基因，對轉(zhuǎn)錄因子編碼能力進行預測，從轉(zhuǎn)錄學水平探究不同籽葉酸合成代謝和轉(zhuǎn)運相關基因的表達模式。在此基礎上，對特色紫糯玉米的籽粒發(fā)育過程進行數(shù)字基因表達譜分析。過程 5 個階段葉酸相關差異表達基因進行比較分析，深入探究紫糯玉米籽葉酸合成代謝相關基因的表達模式，揭示其可能的調(diào)控機理。研究的技術路線如圖 1-2 所示：

2016 年秋季廣州種植基地收獲的糯玉米種質(zhì)資源葉酸含量的統(tǒng)計學分析 所示，總?cè)~酸含量最小值為 24.71 μg/100 g DW，最大值為 783.92 μg/100為最小值的 32 倍，不同種質(zhì)資源的葉酸含量具有較大差異。假設本次實糯玉米資源葉酸含量服從正態(tài)分布，并使用 MATLAB 軟件進行 K-S 假設明其服從正態(tài)分布。在此基礎上將葉酸含量按照 95 μg/100 g DW 為一個單對糯玉米種質(zhì)資源葉酸含量作頻數(shù)分布直方圖（圖 2-1），結(jié)果顯示，葉中在109.91 μg/100 g DW到395.70 μg/100 g DW之間（均值為252.80 μg/1為142.90）。高葉酸含量的糯玉米資源為28個（葉酸含量高于395.70 μg/10所評價的糯玉米資源的 16%，同時發(fā)現(xiàn)低葉酸含量的糯玉米資源為 25 個于 109.91 μg/100 g DW），結(jié)合頻數(shù)直方圖所示的結(jié)果可以得出，2016 年資源的葉酸含量不呈標準的正態(tài)分布，葉酸含量較低的糯玉米資源占較大量極高或極低的資源數(shù)量沒有顯著差異，且在總資源中所占比例都較小

對 2017 年春季于邯鄲收獲的糯玉米資源的葉酸含量進行統(tǒng)計學分析，結(jié)，總?cè)~酸含量的最小值為 33.54 μg/100 g DW，最大值為 339.25 μg/100 g 最小值的 10 倍，與廣州實驗數(shù)據(jù)相比差異減小，但種質(zhì)資源間仍可發(fā)現(xiàn)異。假設本次實驗研究的全部糯玉米資源的葉酸含量服從正態(tài)分布TLAB 軟件進行 K-S 假設檢驗，結(jié)果證明其服從正態(tài)分布。考慮到本次實酸含量變化的范圍較 2016 年有所減小，將葉酸劃分到 38 μg/100 g DW 的頻數(shù)分布直方圖（圖 2-2），結(jié)果顯示，葉酸含量主要集中在 88.91 μg/10.64 μg/100 g DW 之間（均值為 143.28 μg/100 g DW，方差為 54.36）。高葉米資源為 23 個（葉酸含量高于 197.64 μg/100 g DW），低葉酸含量的糯玉（葉酸含量低于 88.92 μg/100 g DW），高葉酸含量的糯玉米資源占總資13%，小于低葉酸含量所占的 16%，結(jié)合頻數(shù)分布直方圖結(jié)果，可以看出鄲收獲的糯玉米樣品中，低葉酸含量的糯玉米資源數(shù)量較多。

【參考文獻】

相關期刊論文 前7條

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本文編號：2800590