【摘要】：毛華菊[Chrysanthemum vestitum(Hemsl.)Ling]是栽培菊花的近緣野生種,和菊花(Chrysanthemum ×morifolium Ramat.)同為菊屬植物中的6倍體物種,其頭狀花序由外輪的舌狀花和內(nèi)輪的管狀花構(gòu)成。前人研究發(fā)現(xiàn)毛華菊群體中一些植株的舌狀花呈現(xiàn)出類似栽培菊花管瓣類型的變異,這一現(xiàn)象引起了研究者極大的關(guān)注。對毛華菊舌狀花形態(tài)變異的形成機理進行研究,可以為進一步解析菊花舌狀花變異的機理以及為指導菊花瓣型的定向改良提供依據(jù)。本研究對分布于安徽天柱山、河南欒川和內(nèi)鄉(xiāng)3個地區(qū)10個居群毛華菊的形態(tài)性狀進行了比較分析。在分析舌狀花形態(tài)變異植株的基礎(chǔ)上,通過RNA-seq技術(shù)對毛華菊兩種典型瓣型的材料進行轉(zhuǎn)錄組測序,并進行了生物信息學分析,通過比較FPKM值對差異表達的基因特別是轉(zhuǎn)錄因子進行了篩選,并通過qRT-PCR技術(shù)對結(jié)果進行了驗證。本研究獲得的主要研究結(jié)果如下:(1)對分布于安徽天柱山、河南欒川和內(nèi)鄉(xiāng)3個地區(qū)10個居群毛華菊的14個關(guān)鍵形態(tài)性狀進行了測量和數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)兩地毛華菊葉片寬度相當,但河南地區(qū)毛華菊葉片更長,這造成了安徽地區(qū)毛華菊葉型更接近卵圓形,而河南地區(qū)毛華菊的葉型更狹長的形態(tài)區(qū)別。在內(nèi)鄉(xiāng)地區(qū)觀察到了毛華菊舌狀花形態(tài)變異植株,并依據(jù)舌狀花形態(tài)將頭狀花序分為平瓣、管瓣和混合瓣類型。通過統(tǒng)計舌狀花基部閉合比例以及不同閉合程度的舌狀花在頭狀花序上的比例,發(fā)現(xiàn)這兩個性狀具有連續(xù)分布的特點。結(jié)合居群和地域進行性狀分析發(fā)現(xiàn),毛華菊同一居群內(nèi)的性狀變異幅度較小,其中花朵相關(guān)形態(tài)性狀的變異系數(shù)稍大,而葉片相關(guān)形態(tài)性狀相對比較穩(wěn)定。(2)對毛華菊平瓣和管瓣材料進行轉(zhuǎn)錄組測序,共獲得92003條unigenes,平均長度為 861.06bp。通過NR、SWISSPROT、KOG、KEGG、GO 5個數(shù)據(jù)庫進行功能注釋,得到注釋的unigenes為42381條。共識別出轉(zhuǎn)錄因子1232個,對涉及到花發(fā)育及形態(tài)建成的轉(zhuǎn)錄因子家族進行分析,發(fā)現(xiàn)屬于NAC、MADS-box、ARF、TCP轉(zhuǎn)錄因子家族的基因分別有66、39、19和28個。在平瓣材料和管瓣材料間差異表達的轉(zhuǎn)錄因子有160個,屬于NAC家族的有13個,MADS-box家族的有6個,TCP和ARF轉(zhuǎn)錄因子基因家族各有3個。推測這些轉(zhuǎn)錄因子家族的基因可能參與了毛華菊舌狀花形態(tài)變異的調(diào)控。以SAND為內(nèi)參基因,選取從轉(zhuǎn)錄組中篩選得到的12個差異表達的轉(zhuǎn)錄因子進行qRT-PCR檢測,以驗證RNA-seq結(jié)果的準確性。結(jié)果顯示,在檢測的12個基因中,qRT-PCR與RNA-seq結(jié)果極顯著相關(guān)的有7個,結(jié)果為顯著相關(guān)的為4個,僅有1個基因的相關(guān)系數(shù)未達到顯著相關(guān)水平。通過以上研究結(jié)果,獲得了以下結(jié)論:毛華菊在不同分布地區(qū)對環(huán)境的要求不同,安徽天柱山地區(qū)毛華菊主要分布在山頂?shù)年幤?而在河南地區(qū)分布在海拔400-1200m的疏林區(qū)域。毛華菊葉部性狀在居群間和地區(qū)間的差異較大,花部性狀差異相對較小。毛華菊舌狀花形態(tài)變異類型僅分布在河南內(nèi)鄉(xiāng)地區(qū),且這一舌狀花形態(tài)的變異存在連續(xù)的中間過渡類型,推測其為屬于數(shù)量性狀。通過對平瓣和管瓣毛華菊材料的轉(zhuǎn)錄組測序研究,在兩個材料間找到了 160條差異表達的轉(zhuǎn)錄因子,其中屬于NAC家族的有13條,10條在管瓣材料中高表達;MADS-box家族的基因有6條,5條在管瓣材料中高表達;TCP轉(zhuǎn)錄因子有3條,均在管瓣材料中高表達;ARF轉(zhuǎn)錄因子有3條,2條在管瓣材料中高表達,1條在平瓣材料中高表達。這些轉(zhuǎn)錄因子在舌狀花中的差異表達可能導致了不同瓣型的出現(xiàn)。
【圖文】：

逡逑圖２－６不同瓣型毛華菊頭狀花序逡逑注：Ａ：平瓣類型；Ｂ－Ｅ：不同程度混合瓣類型；Ｆ：管瓣類型；標尺＝ｌｃｍ逡逑Ｆｉｇ．邋２－６邋Ｃａｐｉｔｕｌｕｍ邋ｏｆ邋Ｃ．邋ｖｅｓｔｉｔｕｍ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｐｅｔａｌ邋ｔｙｐｅｓ逡逑Ｎｏｔｅ：邋Ａ：Ｆｌａｔ邋ｔｙｐｅ；邋Ｂ－Ｅ：邋Ｈｙｂｒｉｄ邋ｔｙｐｅ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｄｅｇｒｅｅ；邋Ｆ：邋Ｔｕｂｌａｒ邋ｔｙｐｅ；邋Ｂａｒ＝ｌｃｍ逡逑ｍｍ逡逑圖２－７花冠筒基部閉合程度不同的舌

２毛華菊形態(tài)性狀變異的研宄圖２－６不同瓣型毛華菊頭狀花序逡逑注：Ａ：平瓣類型；Ｂ－Ｅ：不同程度混合瓣類型；Ｆ：管瓣類型；標尺＝ｌｃｍ逡逑Ｆｉｇ．邋２－６邋Ｃａｐｉｔｕｌｕｍ邋ｏｆ邋Ｃ．邋ｖｅｓｔｉｔｕｍ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｐｅｔａｌ邋ｔｙｐｅｓ逡逑Ｎｏｔｅ：邋Ａ：Ｆｌａｔ邋ｔｙｐｅ；邋Ｂ－Ｅ：邋Ｈｙｂｒｉｄ邋ｔｙｐｅ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｄｅｇｒｅｅ；邋Ｆ：邋Ｔｕｂｌａｒ邋ｔｙｐｅ；邋Ｂａｒ＝ｌｃｍ逡逑
【學位授予單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S682.11

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本文編號：2704470