發(fā)布時(shí)間：2020-11-03 08:06

　　 野生玫瑰(Rosa rugosa)是溫帶沙質(zhì)海岸灌叢植被的建群種,也是油用和觀賞玫瑰育種的重要種質(zhì)資源。上世紀(jì)90年代以來(lái),中國(guó)野生玫瑰分布區(qū)持續(xù)縮小和破碎化,被列入中國(guó)二級(jí)瀕危保護(hù)植物名錄。然而,從東亞引種至歐洲的玫瑰在18世紀(jì)初逃逸到野生環(huán)境后陸續(xù)被北海和波羅的海周邊國(guó)家列為入侵物種。基于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序,研究同地栽培條件下不同種源玫瑰群體的形態(tài)和遺傳分化,有助于剔除表型可塑性的影響,揭示玫瑰基因組和功能基因的適應(yīng)性演化格局及其驅(qū)動(dòng)因子,為玫瑰的野外管理和基因挖掘提供理論基礎(chǔ)。本文以在山東魯中山區(qū)栽培3年以上的不同種源的玫瑰群體為材料,以山刺玫為外類(lèi)群,研究了來(lái)自4個(gè)中國(guó)野生種群(中國(guó)野生群體組CWR)、3個(gè)歐洲野生種群(歐洲野生群體組EWR)和6個(gè)中國(guó)栽培品種(中國(guó)栽培群體組CCR)共計(jì)3組13個(gè)種源玫瑰群體的遺傳分化格局。應(yīng)用巢式方差分析、多重比較、相關(guān)性分析、聚類(lèi)分析等方法研究了群體間的表型變異格局;應(yīng)用轉(zhuǎn)錄組二代測(cè)序技術(shù),研究了不同種源玫瑰群體間功能基因變異和表達(dá)差異的適應(yīng)性遺傳分化格局;進(jìn)而進(jìn)行了差異表達(dá)基因功能顯著性富集分析,并挖掘了玫瑰耐寒候選基因。表型分析表明,玫瑰表型在群體組內(nèi)變異度較高,且多數(shù)表型性狀在不同玫瑰群體和群體分組間差異顯著。中國(guó)野生、歐洲野生和中國(guó)栽培玫瑰三個(gè)群體組間表型平均分化系數(shù)為40.6%,組內(nèi)平均表型分化系數(shù)為59.4%。22個(gè)表型性狀變異系數(shù)的平均值為24.0%,其中,花表型變異系數(shù)為15.8%,遠(yuǎn)小于葉、果表型變異系數(shù)。歐洲野生玫瑰群體組平均變異系數(shù)為28.2%,遠(yuǎn)大于其他兩個(gè)組。野生玫瑰群體多個(gè)葉片表型性狀與原產(chǎn)地?zé)o霜期時(shí)間、7月份平均高溫等生態(tài)因子呈顯著相關(guān)(p0.05),這些因子相關(guān)的熱量條件可能是影響玫瑰葉性狀變異的主導(dǎo)因素之一。玫瑰轉(zhuǎn)錄組De novo測(cè)序組裝并去冗余后共獲得101.083條Unigene,共有81.20%基因獲得注釋。其中在任意兩個(gè)群體組間存在差異表達(dá)的差異表達(dá)基因共有53,717條,占53.14%。統(tǒng)觀表型性狀聚類(lèi)圖以及基于Unigene的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)化樹(shù),發(fā)現(xiàn)13個(gè)玫瑰群體間的分化格局錯(cuò)綜復(fù)雜,歐洲野生玫瑰群體與中國(guó)野生玫瑰群體和中國(guó)栽培玫瑰群體均有關(guān)聯(lián)。歐洲野生玫瑰群體組中瑞典的斯科訥玫瑰群體(SKA)與榮成(RON)群體在表型與轉(zhuǎn)錄組序列上相似程度較高,表現(xiàn)出相似的表型和遺傳適應(yīng)特征。德國(guó)蘭格奧格玫瑰群體(LAN)與部分中國(guó)栽培玫瑰群體組CCR中的群體在表型及轉(zhuǎn)錄組序列上相似程度較高,親緣關(guān)系可能較近�，q春(HCH)群體與其他玫瑰群體相似程度較低,親緣關(guān)系可能較遠(yuǎn)。在13個(gè)玫瑰群體的差異表達(dá)基因中光合作用-天線蛋白通路顯著富集(Qvalue0.05);野生玫瑰CWR及EWR組中核糖體組成成分顯著富集(Qvalue0.05)。在緯度差異較大的瑞典(SKA)群體和牟平(MUP)群體中,組成葉綠體基質(zhì)和葉綠體被膜的細(xì)胞組分及卟啉和葉綠素代謝通路顯著富集上調(diào)(Qvalue0.05),蔗糖合成酶活性及蔗糖代謝過(guò)程顯著富集下調(diào)(Qvalue0.05)。從對(duì)與耐寒性密切相關(guān)的冷和干旱調(diào)節(jié)蛋白相關(guān)基因中共篩選出12條表達(dá)量與緯度相關(guān)的備選基因。其中四條基因表達(dá)量與原產(chǎn)地部分生態(tài)因子顯著相關(guān)(p0.05),反映出不同野生玫瑰群體對(duì)溫度適應(yīng)的地理格局。溫度尤其是低溫可能通過(guò)影響玫瑰光合作用、糖代謝過(guò)程及冷和干旱調(diào)節(jié)蛋白的相關(guān)基因的表達(dá),進(jìn)而影響玫瑰群體的適應(yīng)性進(jìn)化格局�？傮w來(lái)看,不同種源玫瑰群體組內(nèi)和組間均存在高度變異性,歐洲野生和中國(guó)野生玫瑰群體表現(xiàn)出與原產(chǎn)地緯度和熱量因子相關(guān)的地理適應(yīng)格局,部分耐寒候選基因表達(dá)量可能受到年平均氣溫和7月份平均高溫等因子的影響,有待于進(jìn)一步驗(yàn)證研究。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：S685.12
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說(shuō)明
第一章 前言
    1.1 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的研究進(jìn)展
        1.1.1 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)的現(xiàn)狀
        1.1.2 高通量測(cè)序技術(shù)在種群遺傳研究中的應(yīng)用
    1.2 玫瑰背景介紹
        1.2.1 玫瑰生物學(xué)特性
        1.2.2 中國(guó)野生玫瑰種群現(xiàn)狀
        1.2.3 歐洲入侵種玫瑰種群現(xiàn)狀及研究進(jìn)展
        1.2.4 中國(guó)栽培玫瑰品種及研究進(jìn)展
    1.3 玫瑰研究熱點(diǎn)
        1.3.1 群體遺傳分化與遺傳多樣性
        1.3.2 功能基因挖掘
    1.4 選題意義和研究目的
第二章 研究方法
    2.1 采樣群體
    2.2 樣品采集方法、保存和處理
    2.3 表型觀測(cè)
        2.3.1 玫瑰表型觀測(cè)
        2.3.2 葉片氮含量測(cè)定
        2.3.3 葉片磷含量測(cè)定
    2.4 玫瑰群體轉(zhuǎn)錄組測(cè)序及組裝
    2.5 數(shù)據(jù)處理
    2.6 技術(shù)路線
第三章 玫瑰群體的表型差異與分化格局
    3.1 玫瑰群體表型性狀多重比較
    3.2 玫瑰群體表型性狀變異分析
    3.3 野生玫瑰群體表型性狀與原產(chǎn)地生態(tài)因子相關(guān)性分析
    3.4 玫瑰群體表型性狀聚類(lèi)分析
    3.5 小結(jié)
第四章 玫瑰群體的轉(zhuǎn)錄組分化格局
    4.1 測(cè)序產(chǎn)量、組裝質(zhì)量統(tǒng)計(jì)及功能注釋
    4.2 玫瑰群體轉(zhuǎn)錄組的遺傳分化研究
    4.3 玫瑰群體轉(zhuǎn)錄組差異表達(dá)基因DEG分析
        4.3.1 差異表達(dá)基因GO及Pathway顯著性富集分析
        4.3.2 野生玫瑰種源差異表達(dá)基因顯著性富集分析
    4.4 影響玫瑰群體遺傳分化因素的初步分析
        4.4.1 玫瑰群體遺傳分化差異初步研究
        4.4.2 耐寒相關(guān)候選基因篩選
    4.5 小結(jié)
第五章 討論
    5.1 玫瑰群體的表型差異
    5.2 玫瑰群體的分化格局
    5.3 影響玫瑰群體遺傳分化的因素與可能途徑
第六章 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 建議
附錄
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
附件

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張淑萍,王仁卿,楊繼紅,張強(qiáng),魏英華;膠東海岸野生玫瑰(Rosa rugosa)的瀕�，F(xiàn)狀與保護(hù)策略[J];山東大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版);2005年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 孫曰波;玫瑰（Rosa rugosa）根系生物學(xué)特性及對(duì)水肥空間異質(zhì)性響應(yīng)的研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 甘文浩;基于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的不同種源玫瑰（Rosa rugosa）群體遺傳分化初步研究[D];山東大學(xué);2019年

2 邵大偉;玫瑰（Rosa rugosa）花蕾抗氧化能力的研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

3 翟雯;大連長(zhǎng)山島玫瑰（Rosa rugosa Thunb.）種群的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)的初步研究[D];山東大學(xué);2007年

4 趙娟娟;榮成海岸破碎化生境中玫瑰（Rosa rugosa Thunb.）野生種群的遺傳多樣性與遺傳結(jié)構(gòu)的初步研究[D];山東大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2868320