【摘要】：番茄(Solanum lycopersicum)不僅是世界范圍內(nèi)重要蔬菜作物也是肉質(zhì)果實(shí)研究的模式植物。在番茄馴化育種過(guò)程中番茄的抗性及果實(shí)總可溶性固形物(TSS)含量都發(fā)生了巨大變化。為了從轉(zhuǎn)錄水平研究影響番茄馴化育種過(guò)程中抗性以及TSS含量的基因,本研究對(duì)399份轉(zhuǎn)色期番茄種質(zhì)果肉和果皮轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并構(gòu)建了番茄泛轉(zhuǎn)錄組。此外,本研究還鑒定了馴化及育種過(guò)程中的差異表達(dá)基因(DEGs),表達(dá)存在/缺失變異(ePAV)基因以及影響番茄抗性和果實(shí)TSS含量的關(guān)鍵基因。主要研究結(jié)果如下:1.本研究通過(guò)基于“Heinz 1706”參考基因組的群體水平的轉(zhuǎn)錄本組裝和對(duì)“Heinz1706”中缺失的基因進(jìn)行從頭組裝,構(gòu)建了399份番茄種質(zhì)轉(zhuǎn)色期果實(shí)泛轉(zhuǎn)錄組。群體水平的組裝,獲得PIM(Solanum pimpinellifolium),CER(S.lycopersicum var.cerasiforme)和BIG(S.lycopersicum)三個(gè)亞群群體水平的轉(zhuǎn)錄組。通過(guò)與12年發(fā)布的參考基因組注釋基因進(jìn)行比較,分別從參考基因組三個(gè)亞群中鑒定出22,258、24,052、25,134個(gè)已經(jīng)注釋的基因和2,282、4,730、6,657個(gè)新組裝的基因。接著,每個(gè)亞群中沒(méi)有比對(duì)到參考基因組的序列(reads)用來(lái)從頭組裝轉(zhuǎn)錄本,最終分別在PIM,CER,和BIG中鑒定出907,2,328和3,946個(gè)高可信度的代表性組裝轉(zhuǎn)錄本(RTAs)。結(jié)合基于參考基因組的組裝和從頭組裝,本研究構(gòu)建了包含41,265個(gè)基因的番茄轉(zhuǎn)色期果實(shí)的泛轉(zhuǎn)錄組,其中包括15411個(gè)新組裝的基因。2.為了鑒定馴化育種過(guò)程中的ePAV基因,對(duì)上述7,181個(gè)RTAs進(jìn)行聚類(lèi),最終得到6,123個(gè)RTAs同源基因簇,其中2,706個(gè)馴化過(guò)程中ePAV基因,4,992個(gè)育種改良過(guò)程中ePAV基因。此外,本研究發(fā)現(xiàn)編碼番茄晚疫病抗性蛋白的基因PIM_DN29746_c0_g3_i1以及編碼類(lèi)過(guò)氧化物酶P7的基因PIM_DN30274_c0_g2_i1都在馴化過(guò)程中表達(dá)缺失。3.本研究發(fā)現(xiàn)在馴化和育種過(guò)程中3,629個(gè)基因的表達(dá)豐度在轉(zhuǎn)色期發(fā)生了顯著變化,其中1,945個(gè)馴化過(guò)程中差異表達(dá)的基因,762個(gè)基因在育種改良過(guò)程中差異表達(dá)。此外,300個(gè)基因在整個(gè)馴化育種過(guò)程中都差異表達(dá)。4.結(jié)合已鑒定的馴化改良區(qū)域以及番茄果實(shí)糖酸的代謝過(guò)程,本研究鑒定出了19個(gè)與TSS相關(guān)的的差異表達(dá)基因,包括LIN5,TIV1以及7個(gè)新鑒定出來(lái)的糖轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的基因,這些基因中,有3個(gè)編碼雙向糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的基因與之前報(bào)道的葡萄糖含量數(shù)量性狀基因座(QTL)共定位。此外,一個(gè)編碼檸檬酸合酶的基因在馴化育種過(guò)程中表達(dá)下調(diào)。據(jù)此推測(cè),這些基因可能與馴化育種過(guò)程中番茄果實(shí)TSS含量下降有關(guān)。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S641.2

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本文編號(hào)：2640329