梅花(Prunus mume)是中華民族的傳統(tǒng)名花,花色和枝形豐富,是重要的園林觀賞植物。垂枝梅花是梅花中具有枝條下垂特性的一類具有獨(dú)特觀賞價(jià)值的品種群。目前關(guān)于梅花垂枝的研究已表明,垂枝性狀是由一個(gè)主效基因和多個(gè)微效基因控制,并將其關(guān)聯(lián)到第7號(hào)染色體上,梅花基因組重測序試驗(yàn)將枝條垂枝性狀進(jìn)一步關(guān)聯(lián)到13個(gè)候選基因,但以上研究尚不能全面解釋垂枝表型性狀的形成機(jī)理。本研究以'六瓣'×'粉臺(tái)垂枝'F1代垂枝和直枝梅花群體為研究對象,首先基于垂枝和直枝梅花生長數(shù)據(jù),建立了枝條生長模型,計(jì)算梅花基因組重測序群體枝條不同位置的傾斜角度,作為表型性狀展開全基因組關(guān)聯(lián)分析。其次,設(shè)計(jì)了外源激素IAA和GA3實(shí)驗(yàn)處理梅花一年生嫩枝試驗(yàn),開展了結(jié)合生物信息技術(shù)分析方法試驗(yàn),對比垂枝梅花和直枝梅花一年生嫩枝響應(yīng)外源激素IAA和GA3處理的差異表達(dá)基因,根據(jù)在線數(shù)據(jù)庫富集分析差異表達(dá)基因,篩選影響梅花垂枝性狀的關(guān)鍵基因。主要結(jié)果如下:(1)建立了垂枝和直枝梅花枝條生長模型,分別用三次函數(shù)和指數(shù)函數(shù)描述垂枝梅花和直枝梅花枝條的生長狀況,第3個(gè)測量點(diǎn)傾斜角度適合作為表型性狀開展全基因組關(guān)聯(lián)分析,篩選出7個(gè)位于QTL定位區(qū)間的SNP位點(diǎn)。(2)外源激素IAA能夠改變垂枝和直枝梅花枝條傾斜角度,而外源激素GA3僅能改變直枝梅花枝條傾斜角度,垂枝梅花枝條對外源施加的GA3激素不敏感。改變梅花枝條傾斜角度的外界因素,影響由高到低依次為IAA、向光性生長、GA3。(3)梅花垂枝表型性狀主要與苯丙素生物合成通路、植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路以及淀粉和蔗糖代謝通路相關(guān)。苯丙素生物合成途徑中,參與過氧化物酶作用過程的PER類基因與垂枝性狀和外源GA3有關(guān)聯(lián),PER類基因是影響梅花垂枝性狀的關(guān)鍵基因。本研究初步探索了梅花垂枝性狀與植物激素應(yīng)答的分子調(diào)控機(jī)制,為植物枝條向重力性方向的生長機(jī)制提供理論依據(jù),對垂枝株型觀賞植物的育種具有指導(dǎo)作用。
【學(xué)位單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S685.17
【部分圖文】：

逡逑和Ｆｉｒｎ邋（１９９５）首次提出ＧＳＡ模型（如圖１－１）用于描述植物器官角度改變的過程，逡逑以南美洲的多年生植物巴西水竹葉和地被用的多年生草本逡逑＜９／＾？７￡１？？／＾＞紀(jì)／／１／５■作為研究對象，以此來解釋由于生長環(huán)境中光照的改變所引起的逡逑角度改變的現(xiàn)象。他們認(rèn)為當(dāng)以人類作為參照系來描述且ＧＳＡ為１８０°時(shí)，以往的刻逡逑畫方式剛好呈現(xiàn)的是相反的描述。因此，ＧＳＡ被定義為是向重力性所決定的植物在逡逑重力作用下所保持的角度，將地球重力的矢量設(shè)為ＧＳＡ的０°（Ｄｉｇｂｙ和Ｆｉｍ，邋１９９５）。逡逑園林植物，如梅花、桃（Ｐ．／ｊｅｒｎ’ｃａ）、山毛櫸和柳（ＳＷ／ｘｓｐｐ．）逡逑等，都已發(fā)現(xiàn)有向重力性生長的突變體，稱為ＧＳＡ突變體，其上部器官的ＧＳＡ隨器逡逑官生長，會(huì)趨于遠(yuǎn)小于正常情況，結(jié)果呈現(xiàn)為地上器官向重力方向生長或完全平行于逡逑重力方向生長（李亞蒙

方法逡逑料逡逑的實(shí)驗(yàn)材料選取‘六瓣’ｘ‘粉臺(tái)垂枝’Ｆ，代分離的垂枝（ｎ邋＝邋３７）和直。模型驗(yàn)證和全基因組關(guān)聯(lián)分析材料選取重測序梅花的垂枝（ｎ＝邋１８９３）個(gè)體。逡逑據(jù)測定及生長模型預(yù)測和驗(yàn)證逡逑長數(shù)據(jù)測定：每個(gè)個(gè)體隨機(jī)選取３個(gè)生長狀態(tài)良好的枝條表型數(shù)條放置坐標(biāo)紙前方，拍攝照片，用Ｉｍａｇｄ軟件測量并統(tǒng)計(jì)。根據(jù)枝圖２－１的中間型為枝條既不直立生長，也不向重力性生長的一類，生長方向與地面近似平行的一類。即測定每個(gè)枝條Ａ，、Ｂ，、Ｃｉ、，，ｙｉ）邋（ｉ＝ｌ，２，３，４，５）的值，以定量描述枝條在直角坐標(biāo)系中的個(gè)逡逑

圖２－２枝條上各點(diǎn)角度定量描述逡逑ｕｒｅ邋２－２邋Ｄｅｔａｉｌｅｄ邋ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ａｎｇｌｅｓ邋ａｔ邋ｅａｃｈ邋ｐｏｉｎｔ邋ｏｎ邋ｍｅｉ邋ｂｒａｎｃｈｅｓ逡逑論逡逑枝條生長模型預(yù)測逡逑Ｒ２０１７ａ軟件中選擇適合垂枝梅花枝條的生長模型為三次模型的為指數(shù)函數(shù)（表２－１）。評價(jià)擬合效果優(yōu)良的參ｒｅ，約接近１，證明擬合效果更貼近現(xiàn)實(shí)。對垂枝梅花枝０５，證明擬合效果良好；相同地，對直枝梅花枝條，Ａｄｊｕｓｔ一步驗(yàn)證這兩個(gè)生長模型的準(zhǔn)確性，需用另一個(gè)直枝和垂的生長數(shù)據(jù)。逡逑表２－１垂枝與直枝枝條生長模型擬合結(jié)果逡逑

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本文編號(hào)：2811252