【摘要】：核桃是雌雄同株異花木本植物。根據(jù)雌蕊與雄蕊成熟時(shí)期的不同,核桃品種可以分為雌先型(Protogynous)和雄先型(Protandrous)兩類。核桃雌雄異熟品種在花期上存在著差異。這種雌雄異熟性直接影響著開花、授粉等有性繁殖過程,影響核桃仁的質(zhì)量和產(chǎn)量。因此,挖掘核桃雌雄異熟性形成關(guān)鍵基因?qū)μ岣吆巳势焚|(zhì)及產(chǎn)量具有極其重要的意義。本研究以核桃雄先型品種‘新早豐’及雌先型品種‘極早豐’為試驗(yàn)材料,研究核桃雌雄異熟品種雌雄花的形態(tài)建成,同時(shí)對雌雄花芽形態(tài)分化的關(guān)鍵時(shí)期進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,挖掘核桃雌雄異熟性的關(guān)鍵調(diào)控基因。本研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:1.以‘新早豐’與‘極早豐’整個(gè)雌雄花芽發(fā)育時(shí)期為研究對象,對其雌雄異熟開花進(jìn)程中雌雄花芽的形態(tài)分化特點(diǎn)進(jìn)行研究。結(jié)果表明:河南地區(qū)核桃花芽在2月底至3月初進(jìn)入萌芽期,‘新早豐’與‘極早豐’雌雄花芽的外部形態(tài)逐漸開始出現(xiàn)顯著性差異(P0.05)。該時(shí)期可作為‘新早豐’與‘極早豐’雌雄花芽出現(xiàn)顯著形態(tài)差異的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期。2.基于外部形態(tài)觀測,選擇‘新早豐’與‘極早豐’3個(gè)時(shí)期的雌雄花芽進(jìn)行石蠟切片觀察。結(jié)果發(fā)現(xiàn):‘極早豐’雌花芽在3個(gè)時(shí)期分別處于花被原基分化期、雌蕊原基分化期及雌花成熟期,而‘新早豐’雌花芽分別處于萼片原基分化期、花被原基分化期及雌蕊原基分化期�！略缲S’雄花芽分別處于雄蕊原基分化期、花藥分化期及雄花成熟期,而‘極早豐’雄花芽分別處于苞片原基分化期、雄蕊原基分化期與花藥分化期。‘新早豐’與‘極早豐’雌雄花芽的形態(tài)分化分別相差一個(gè)時(shí)期。3.對‘新早豐’與‘極早豐’3個(gè)不同時(shí)期的雌雄花芽進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,測序獲得的clean reads介于43 276 064到47 970 628之間,利用從頭組裝獲得的Unigene介于13191到14364之間。根據(jù)轉(zhuǎn)錄組測序分析結(jié)果,共挖掘到11個(gè)核桃雌雄異熟機(jī)制的相關(guān)調(diào)控基因:FT-like、FUL-like、SOC1-like、SPL-like、SVP-like、AGL24-like、AP1-like、LEAFY-like、FLC-like、FD-like、DELLA-like。通過qRT-PCR驗(yàn)證了轉(zhuǎn)錄組測序的結(jié)果。通過結(jié)構(gòu)與功能分析,推測這些基因可能在核桃開花進(jìn)程中起到關(guān)鍵作用。4.初步選擇了核桃FT-like(WALNUT_00002262)和FUL-like(WALNUT_00024135)兩個(gè)基因作為候選基因,進(jìn)行同源比較及克隆分析。FT-like的開放閱讀框全長525 bp,編碼174個(gè)氨基酸,內(nèi)含一個(gè)PEBP結(jié)構(gòu)域,系統(tǒng)進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)FT-like編碼氨基酸序列與擬南芥FT和TSF相似性最高,達(dá)到94%;FUL-like的開放閱讀框全長747 bp,編碼248個(gè)氨基酸,內(nèi)含一個(gè)MADS-box結(jié)構(gòu)域和一個(gè)K-box結(jié)構(gòu)域,系統(tǒng)進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)FUL-like編碼氨基酸序列與擬南芥FUL相似性最高,達(dá)到72%。因此推測這兩個(gè)基因是調(diào)控核桃開花的關(guān)鍵基因。同時(shí)構(gòu)建了基因過表達(dá)載體,為研究這兩個(gè)基因的功能奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S664.1
【圖文】：

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院碩士學(xué)位論文 第一章 引言1.4 研究目的及意義核桃雌雄異熟性導(dǎo)致核桃坐果率不高，直接影響核桃堅(jiān)果的產(chǎn)量和質(zhì)量，這是多年來核桃產(chǎn)業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)。但目前關(guān)于核桃雌雄異熟性開花機(jī)制的研究還不夠完善。因此研究核桃雌雄異熟性有重要意義。本研究從形態(tài)學(xué)、分子生物學(xué)以及轉(zhuǎn)錄組學(xué)出發(fā)，對核桃雌雄異熟性的開花機(jī)制進(jìn)行初步探究，了解河南地區(qū)核桃雌雄異熟兩個(gè)核桃品種‘新早豐’與‘極早豐’的開花特性，確定核桃雌雄異熟開花的關(guān)鍵時(shí)期，了解核桃雄先型品種‘新早豐’與雌先型品種‘極早豐’雌雄異熟的特征，從基因的表達(dá)水平上了解核桃雌雄異熟機(jī)理，分析核桃雌雄異熟開花過程中特定基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)信息，以期為調(diào)控核桃花期、促進(jìn)核桃優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)奠定理論基礎(chǔ)。

‘極早豐’雌花芽處于雌花成熟期（圖 2.2 J），‘新早豐’雌花芽處于雌蕊原基分化期（圖2.2 I）�！略缲S’雄花芽處于雄花成熟期（圖 2.2 K），而‘極早豐’雄花芽處于花藥分化期（圖 2.2 L）。2.3 討論2.3.1 花芽外部形態(tài)差異本研究對‘新早豐’與‘極早豐’不同發(fā)育時(shí)期的雌雄花芽進(jìn)行形態(tài)觀察。核桃花芽休眠期過后，從春季萌芽期，到盛花期，‘極早豐’雌花芽橫縱徑明顯大于‘新早豐’，而兩個(gè)品種雄花芽的橫縱徑正好相反。這一結(jié)論與溫騰健等（溫騰健等, 2017）在新疆核桃上對雄先型與雌先型品種雌雄花芽的研究結(jié)果相同。2.3.2 花芽內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異核桃花芽各分化時(shí)期的外部形態(tài)與內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)密切。雌先型品種雌花芽比雄先型品種分化更快，雄先型品種雄花芽比雌先型品種分化更快。在山東地區(qū)，趙勇剛等（2008）將核桃雌花芽分化時(shí)期分為生理分化期、形態(tài)分化臨界期、雌花序原基和花柄原基分化期、雌花原基分化期、苞片原基分化期、花萼原基和雌蕊原基分化期、幼胚分化期和雌花成熟期 8 個(gè)時(shí)期，雄花芽的分化過程包括鱗片分化期、雄花序分化期、雄花原基出現(xiàn)期、雄花花被分化期、雄蕊原基分化期、花藥分化期、雄花成熟期 7 個(gè)階段。核桃雌雄花芽分化進(jìn)程與核桃品種、地區(qū)地形、氣候條件等密切相關(guān)，因此各項(xiàng)研究對于核桃雌雄花芽分化期的劃分有所差異，尤其是花芽分化過程中各個(gè)時(shí)期的起始時(shí)間，且對應(yīng)時(shí)期的命名也有所不同，但總體來說核桃花芽分化的過程可分為幾個(gè)重要階段（李中濤等, 1965; 韓其謙等, 1985; 錢銀才等, 1989; 夏雪清等, 1989; 榮瑞芬等, 1991;趙勇剛, 2008）。目前新疆、河北、云南、浙江、山東等地區(qū)的核桃或山核桃花芽分化時(shí)期已見報(bào)道

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院碩士學(xué)位論文 第三章 核桃雌雄異熟花芽轉(zhuǎn)錄組分析及結(jié)果驗(yàn)證MAPK 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路（KO04010）、氧化磷酸化（KO00190）、植物晝夜節(jié)律（KO04712）、甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸代謝（KO00260）、淀粉與蔗糖代謝（KO00500）、光合作用（KO00195）、植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（KO04075）、光合生物中的碳固定（KO00710）、乙醛和二羧酸代謝（KO00630）、其他類型的 O - 聚糖生物合成（KO00514）等通路（圖 3.2）。BAC

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