基于轉(zhuǎn)錄組和miRNA測序的細(xì)葉百合鱗莖休眠解除的分子機(jī)理
發(fā)布時(shí)間:2022-01-17 17:13
細(xì)葉百合(Lilium pumium)為野生百合,其耐寒性強(qiáng),是百合育種的良好親本材料之一。百合鱗莖具有自然休眠的特性,只有在適宜的環(huán)境條件下才能從營養(yǎng)生長階段過渡到生殖生長階段,因此鱗莖休眠機(jī)制的研究一直備受關(guān)注,通常情況下,低溫處理是打破百合鱗莖休眠的有效方法之一,國內(nèi)外關(guān)于百合鱗莖休眠的研究主要集中在栽培種休眠解除過程中形態(tài)解剖和生理生化變化上,而對(duì)于野生百合休眠分子機(jī)理研究相對(duì)較少。此外,利用分子育種手段縮短百合休眠時(shí)間,加速其生產(chǎn)應(yīng)用及推廣,對(duì)于百合的周年供應(yīng)和品質(zhì)保障具有重要意義。前期研究表明,通過5℃C低溫處理的百合鱗莖90d可以完全解除休眠。為了探究鱗莖休眠解除的分子機(jī)制,本研究以野生細(xì)葉百合為試驗(yàn)材料,在頂芽生長點(diǎn)細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)和鱗莖外部形態(tài)學(xué)觀察的基礎(chǔ)上,分別在低溫處理后Od,30d,60d,90d對(duì)鱗莖進(jìn)行取材,利用Illumina/SolexaHiseq 2000技術(shù)平臺(tái)對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序分析,獲得對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)錄組信息和miRNA數(shù)據(jù)。主要研究結(jié)果如下:1、細(xì)葉百合在低溫儲(chǔ)藏進(jìn)程中,線粒體大多數(shù)呈現(xiàn)球形,高爾基體囊泡層增多,淀粉粒含量顯著降低。低溫儲(chǔ)藏過程伴隨休眠解除...
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:120 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 球根植物休眠調(diào)控的機(jī)制研究
1.1.1 溫度對(duì)高等植物休眠的影響
1.1.2 激素對(duì)球根植物休眠的影響
1.1.3 碳水化合物和自由水含量與植物休眠的關(guān)系
1.1.4 保護(hù)酶和內(nèi)源物質(zhì)對(duì)球根植物休眠解除的影響
1.2 高等植物低溫打破休眠誘導(dǎo)成花的研究
1.3 差異表達(dá)基因篩選技術(shù)—表達(dá)譜和miRNA測序技術(shù)
1.3.1 表達(dá)譜測序RNA-Seq技術(shù)
1.3.2 植物miRNA參與基因表達(dá)調(diào)控作用
1.4 研究的目的與意義
1.5 技術(shù)路線
2 細(xì)葉百合低溫解除休眠過程中鱗莖結(jié)構(gòu)變化
2.1 材料與方法
2.1.1 試驗(yàn)材料與種植條件
2.1.2 試驗(yàn)方法與設(shè)計(jì)
2.2 結(jié)果與分析
2.2.1 細(xì)葉百合鱗莖休眠過程中頂芽生長點(diǎn)細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化
2.2.2 細(xì)葉百合鱗莖休眠過程中鱗莖頂芽結(jié)構(gòu)特征觀察
2.3 討論
2.3.1 鱗莖休眠解除過程頂芽生長點(diǎn)細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的變化
2.3.2 鱗莖休眠解除過程中頂芽外部形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化
2.4 本章小結(jié)
3 細(xì)葉百合鱗莖低溫儲(chǔ)藏期間轉(zhuǎn)錄組測序分析
3.1 材料與方法
3.1.1 試驗(yàn)材料
3.1.2 鱗莖總RNA的提取與檢測
3.1.3 cDNA文庫的構(gòu)建及測序
3.1.4 數(shù)據(jù)預(yù)處理和序列拼接
3.1.5 基因功能分類
3.1.6 候選基因的qRT-PCR表達(dá)分析
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 細(xì)葉百合鱗莖總RNA質(zhì)量檢測
3.2.2 測序數(shù)據(jù)
3.2.3 Unigenes表達(dá)量估算與重復(fù)相關(guān)性評(píng)估
3.2.4 基因表達(dá)量聚類熱圖分析
3.2.5 差異基因表達(dá)分析
3.2.6 差異基因GO功能富集分析
3.2.7 差異基因KEGG富集分析
3.2.8 休眠解除過程淀粉和蔗糖代謝相關(guān)基因
3.2.9 休眠解除過程能量代謝途徑相關(guān)基因
3.2.10 休眠解除過程激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)基因
3.2.11 休眠解除過程抗氧化反應(yīng)相關(guān)基因
3.2.12 休眠解除過程DNA甲基化相關(guān)基因
3.2.13 休眠解除過程細(xì)胞分裂和生長相關(guān)基因
3.2.14 差異基因的qRT-PCR表達(dá)驗(yàn)證
3.2.15 休眠解除過程轉(zhuǎn)錄因子分析
3.3 討論
3.3.1 參與休眠調(diào)控的代謝途徑
3.3.2 參與休眠調(diào)控的細(xì)胞水平活動(dòng)
3.3.3 參與休眠調(diào)控的轉(zhuǎn)錄因子分析
3.3.4 細(xì)葉百合鱗莖低溫儲(chǔ)藏過程中休眠解除的機(jī)制
3.4 本章小結(jié)
4 細(xì)葉百合鱗莖低溫儲(chǔ)藏期間miRNA測序分析
4.1 材料與方法
4.1.1 試驗(yàn)材料及處理
4.1.2 miRNA文庫構(gòu)建及測序
4.1.3 miRNA的差異表達(dá)分析
4.1.4 miRNA靶基因的鑒定
4.1.5 miRNA與靶基因的熒光定量驗(yàn)證
4.2 結(jié)果與分析
4.2.1 低溫貯藏不同時(shí)期鱗莖miRNA深度測序
4.2.2 保守miRNA識(shí)別
4.2.3 識(shí)別新預(yù)測miRNA
4.2.4 miRNA在鱗莖休眠解除中的作用
4.2.5 差異表達(dá)的miRNA
4.2.6 差異表達(dá)miRNA靶基因預(yù)測及其功能注釋
4.3 討論
4.3.1 休眠解除過程鱗莖miRNA深度測序
4.3.2 休眠解除過程鱗莖miRNA動(dòng)態(tài)表達(dá)模式
4.3.3 休眠解除過程鱗莖miRNA和靶基因的表達(dá)模式
4.3.4 休眠解除過程鱗莖miRNA復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制
4.4 本章小結(jié)
5 討論
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
個(gè)人簡歷
附件
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]MicroRNA在種子發(fā)育、休眠與萌發(fā)過程中的作用[J]. 魏俊,陸秀君,張曉林,梅梅,黃曉麗. 遺傳. 2017(01)
[2]植物芽休眠調(diào)控分子機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 丁安琪,馮瑩,潘騰飛,郭志雄,潘東明. 分子植物育種. 2015(09)
[3]細(xì)葉百合低溫解除休眠過程中鱗莖細(xì)胞淀粉粒及花芽分化的變化[J]. 劉芳,田忠平,蔡英杰,張雨,周蘊(yùn)薇. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2015(09)
[4]植物生長素通過ABP1促進(jìn)細(xì)胞膜泡的外排運(yùn)輸[J]. 柳葉,王亞紅,黃妤,陳宗星,趙燕,張學(xué)文. 中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào). 2014(09)
[5]低溫對(duì)東方百合試管鱗莖解除休眠及生長的影響[J]. 馮晶紅,張秀娟,賈桂霞. 植物生理學(xué)報(bào). 2013(12)
[6]‘黃天霸’百合鱗莖低溫解除休眠過程中形態(tài)和生理的變化[J]. 王中軒,楊森,杜運(yùn)鵬,賈桂霞. 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(01)
[7]光周期對(duì)油桃葉芽休眠誘導(dǎo)期抗氰呼吸的影響[J]. 李冬梅,譚秋平,張海森,高東升,于芹. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào). 2010(06)
[8]植物花芽分化研究進(jìn)展[J]. 曲波,張微,陳旭輝,李楠,崔娜,李天來. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào). 2010(24)
[9]冷藏對(duì)郁金香鱗莖碳水化合物含量及淀粉酶活性的影響[J]. 寧國龍,劉迪,艾博,毛洪玉. 北方園藝. 2010(21)
[10]外源激素和糖對(duì)石斛蘭原球莖受體系統(tǒng)建立的影響[J]. 馮瑩,賴鐘雄. 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(05)
博士論文
[1]油桐花發(fā)育及其性別決定機(jī)制研究[D]. 毛穎基.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]百合種球生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)與休眠解除中碳水化合物代謝機(jī)理研究[D]. 楊春起.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]花生種子休眠解除過程中相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究[D]. 陳靜.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[4]東方百合低溫誘導(dǎo)春化的分子調(diào)控機(jī)制[D]. 劉曉華.北京林業(yè)大學(xué) 2015
[5]細(xì)葉百合鱗莖休眠解除過程的生物學(xué)分析[D]. 劉芳.東北林業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]豆梨種子miRNA鑒定及調(diào)控其休眠解除研究[D]. 高季平.揚(yáng)州大學(xué) 2017
[2]外源GA3、ABA對(duì)蘭州百合種球休眠的促抑效應(yīng)及其生理機(jī)制研究[D]. 黃彥瑋.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]鹽脅迫下三角梅葉片相關(guān)生理變化及SOD基因的克隆分析[D]. 郭懷攀.福建農(nóng)林大學(xué) 2015
[4]細(xì)葉百合花芽分化過程的形態(tài)學(xué)研究[D]. 王家艷.東北林業(yè)大學(xué) 2014
[5]GA3和CEPA處理對(duì)香水百合鱗莖冷藏期間生理及其后期生長發(fā)育的影響[D]. 覃琳嵐.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[6]東方百合雜交后代培育技術(shù)研究[D]. 陳麗娜.北京林業(yè)大學(xué) 2013
[7]低溫解除百合鱗莖休眠過程中抑制性差減cDNA文庫構(gòu)建及EST分析[D]. 馬春蓮.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[8]不同海拔對(duì)東方百合種球冷處理期間生理變化的影響[D]. 杜雨松.山西大學(xué) 2011
[9]藥劑處理對(duì)百合鱗莖打破休眠及促進(jìn)開花效應(yīng)的研究[D]. 陳海霞.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2007
[10]東方百合自繁鱗莖的發(fā)育與冷藏生理機(jī)制研究[D]. 徐偉韋.浙江大學(xué) 2007
本文編號(hào):3595117
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:120 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 球根植物休眠調(diào)控的機(jī)制研究
1.1.1 溫度對(duì)高等植物休眠的影響
1.1.2 激素對(duì)球根植物休眠的影響
1.1.3 碳水化合物和自由水含量與植物休眠的關(guān)系
1.1.4 保護(hù)酶和內(nèi)源物質(zhì)對(duì)球根植物休眠解除的影響
1.2 高等植物低溫打破休眠誘導(dǎo)成花的研究
1.3 差異表達(dá)基因篩選技術(shù)—表達(dá)譜和miRNA測序技術(shù)
1.3.1 表達(dá)譜測序RNA-Seq技術(shù)
1.3.2 植物miRNA參與基因表達(dá)調(diào)控作用
1.4 研究的目的與意義
1.5 技術(shù)路線
2 細(xì)葉百合低溫解除休眠過程中鱗莖結(jié)構(gòu)變化
2.1 材料與方法
2.1.1 試驗(yàn)材料與種植條件
2.1.2 試驗(yàn)方法與設(shè)計(jì)
2.2 結(jié)果與分析
2.2.1 細(xì)葉百合鱗莖休眠過程中頂芽生長點(diǎn)細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化
2.2.2 細(xì)葉百合鱗莖休眠過程中鱗莖頂芽結(jié)構(gòu)特征觀察
2.3 討論
2.3.1 鱗莖休眠解除過程頂芽生長點(diǎn)細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的變化
2.3.2 鱗莖休眠解除過程中頂芽外部形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化
2.4 本章小結(jié)
3 細(xì)葉百合鱗莖低溫儲(chǔ)藏期間轉(zhuǎn)錄組測序分析
3.1 材料與方法
3.1.1 試驗(yàn)材料
3.1.2 鱗莖總RNA的提取與檢測
3.1.3 cDNA文庫的構(gòu)建及測序
3.1.4 數(shù)據(jù)預(yù)處理和序列拼接
3.1.5 基因功能分類
3.1.6 候選基因的qRT-PCR表達(dá)分析
3.2 結(jié)果與分析
3.2.1 細(xì)葉百合鱗莖總RNA質(zhì)量檢測
3.2.2 測序數(shù)據(jù)
3.2.3 Unigenes表達(dá)量估算與重復(fù)相關(guān)性評(píng)估
3.2.4 基因表達(dá)量聚類熱圖分析
3.2.5 差異基因表達(dá)分析
3.2.6 差異基因GO功能富集分析
3.2.7 差異基因KEGG富集分析
3.2.8 休眠解除過程淀粉和蔗糖代謝相關(guān)基因
3.2.9 休眠解除過程能量代謝途徑相關(guān)基因
3.2.10 休眠解除過程激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)基因
3.2.11 休眠解除過程抗氧化反應(yīng)相關(guān)基因
3.2.12 休眠解除過程DNA甲基化相關(guān)基因
3.2.13 休眠解除過程細(xì)胞分裂和生長相關(guān)基因
3.2.14 差異基因的qRT-PCR表達(dá)驗(yàn)證
3.2.15 休眠解除過程轉(zhuǎn)錄因子分析
3.3 討論
3.3.1 參與休眠調(diào)控的代謝途徑
3.3.2 參與休眠調(diào)控的細(xì)胞水平活動(dòng)
3.3.3 參與休眠調(diào)控的轉(zhuǎn)錄因子分析
3.3.4 細(xì)葉百合鱗莖低溫儲(chǔ)藏過程中休眠解除的機(jī)制
3.4 本章小結(jié)
4 細(xì)葉百合鱗莖低溫儲(chǔ)藏期間miRNA測序分析
4.1 材料與方法
4.1.1 試驗(yàn)材料及處理
4.1.2 miRNA文庫構(gòu)建及測序
4.1.3 miRNA的差異表達(dá)分析
4.1.4 miRNA靶基因的鑒定
4.1.5 miRNA與靶基因的熒光定量驗(yàn)證
4.2 結(jié)果與分析
4.2.1 低溫貯藏不同時(shí)期鱗莖miRNA深度測序
4.2.2 保守miRNA識(shí)別
4.2.3 識(shí)別新預(yù)測miRNA
4.2.4 miRNA在鱗莖休眠解除中的作用
4.2.5 差異表達(dá)的miRNA
4.2.6 差異表達(dá)miRNA靶基因預(yù)測及其功能注釋
4.3 討論
4.3.1 休眠解除過程鱗莖miRNA深度測序
4.3.2 休眠解除過程鱗莖miRNA動(dòng)態(tài)表達(dá)模式
4.3.3 休眠解除過程鱗莖miRNA和靶基因的表達(dá)模式
4.3.4 休眠解除過程鱗莖miRNA復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制
4.4 本章小結(jié)
5 討論
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
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攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]MicroRNA在種子發(fā)育、休眠與萌發(fā)過程中的作用[J]. 魏俊,陸秀君,張曉林,梅梅,黃曉麗. 遺傳. 2017(01)
[2]植物芽休眠調(diào)控分子機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 丁安琪,馮瑩,潘騰飛,郭志雄,潘東明. 分子植物育種. 2015(09)
[3]細(xì)葉百合低溫解除休眠過程中鱗莖細(xì)胞淀粉粒及花芽分化的變化[J]. 劉芳,田忠平,蔡英杰,張雨,周蘊(yùn)薇. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2015(09)
[4]植物生長素通過ABP1促進(jìn)細(xì)胞膜泡的外排運(yùn)輸[J]. 柳葉,王亞紅,黃妤,陳宗星,趙燕,張學(xué)文. 中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào). 2014(09)
[5]低溫對(duì)東方百合試管鱗莖解除休眠及生長的影響[J]. 馮晶紅,張秀娟,賈桂霞. 植物生理學(xué)報(bào). 2013(12)
[6]‘黃天霸’百合鱗莖低溫解除休眠過程中形態(tài)和生理的變化[J]. 王中軒,楊森,杜運(yùn)鵬,賈桂霞. 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(01)
[7]光周期對(duì)油桃葉芽休眠誘導(dǎo)期抗氰呼吸的影響[J]. 李冬梅,譚秋平,張海森,高東升,于芹. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào). 2010(06)
[8]植物花芽分化研究進(jìn)展[J]. 曲波,張微,陳旭輝,李楠,崔娜,李天來. 中國農(nóng)學(xué)通報(bào). 2010(24)
[9]冷藏對(duì)郁金香鱗莖碳水化合物含量及淀粉酶活性的影響[J]. 寧國龍,劉迪,艾博,毛洪玉. 北方園藝. 2010(21)
[10]外源激素和糖對(duì)石斛蘭原球莖受體系統(tǒng)建立的影響[J]. 馮瑩,賴鐘雄. 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(05)
博士論文
[1]油桐花發(fā)育及其性別決定機(jī)制研究[D]. 毛穎基.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]百合種球生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)與休眠解除中碳水化合物代謝機(jī)理研究[D]. 楊春起.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[3]花生種子休眠解除過程中相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究[D]. 陳靜.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[4]東方百合低溫誘導(dǎo)春化的分子調(diào)控機(jī)制[D]. 劉曉華.北京林業(yè)大學(xué) 2015
[5]細(xì)葉百合鱗莖休眠解除過程的生物學(xué)分析[D]. 劉芳.東北林業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]豆梨種子miRNA鑒定及調(diào)控其休眠解除研究[D]. 高季平.揚(yáng)州大學(xué) 2017
[2]外源GA3、ABA對(duì)蘭州百合種球休眠的促抑效應(yīng)及其生理機(jī)制研究[D]. 黃彥瑋.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]鹽脅迫下三角梅葉片相關(guān)生理變化及SOD基因的克隆分析[D]. 郭懷攀.福建農(nóng)林大學(xué) 2015
[4]細(xì)葉百合花芽分化過程的形態(tài)學(xué)研究[D]. 王家艷.東北林業(yè)大學(xué) 2014
[5]GA3和CEPA處理對(duì)香水百合鱗莖冷藏期間生理及其后期生長發(fā)育的影響[D]. 覃琳嵐.四川農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[6]東方百合雜交后代培育技術(shù)研究[D]. 陳麗娜.北京林業(yè)大學(xué) 2013
[7]低溫解除百合鱗莖休眠過程中抑制性差減cDNA文庫構(gòu)建及EST分析[D]. 馬春蓮.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[8]不同海拔對(duì)東方百合種球冷處理期間生理變化的影響[D]. 杜雨松.山西大學(xué) 2011
[9]藥劑處理對(duì)百合鱗莖打破休眠及促進(jìn)開花效應(yīng)的研究[D]. 陳海霞.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2007
[10]東方百合自繁鱗莖的發(fā)育與冷藏生理機(jī)制研究[D]. 徐偉韋.浙江大學(xué) 2007
本文編號(hào):3595117
本文鏈接:http://sikaile.net/nykjlw/yylw/3595117.html
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