本文選題：成花誘導(dǎo)　切入點(diǎn)：蘋(píng)果(Malus　出處：《西北農(nóng)林科技大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：富士是中國(guó)蘋(píng)果主栽品種,占總栽培面積的65%以上。但富士存在幼樹(shù)始果期長(zhǎng)、花芽難形成、大小年結(jié)果等問(wèn)題,嚴(yán)重制約蘋(píng)果生產(chǎn)。目前,拉枝作為促進(jìn)富士花芽形成的重要措施,在生產(chǎn)上已經(jīng)廣泛應(yīng)用。但是,拉枝調(diào)控富士花芽孕育的基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)和調(diào)控分子機(jī)制尚不清楚。因此,明確富士蘋(píng)果花芽孕育與拉枝調(diào)控的生理分子機(jī)制,有利于豐富果樹(shù)花芽分化基礎(chǔ)理論,對(duì)蘋(píng)果成花特性的遺傳改良,開(kāi)發(fā)蘋(píng)果花芽分化調(diào)控技術(shù)均具有重要理論和實(shí)踐意義。本文以難成花品種‘長(zhǎng)富2號(hào)’和易成花品種‘秦冠’為材料,利用RNA-seq技術(shù),全面解析蘋(píng)果花芽孕育基因表達(dá)模式;并結(jié)合重測(cè)序技術(shù),比較兩個(gè)品種成花相關(guān)基因DNA多態(tài)性變異差異;比較系統(tǒng)闡明拉枝調(diào)控蘋(píng)果花芽形成的基因表達(dá)模式,以及miRNAs在響應(yīng)拉枝促進(jìn)花芽形成和調(diào)控果樹(shù)童期轉(zhuǎn)變的作用機(jī)制;結(jié)合蘋(píng)果花芽孕育表達(dá)模式及生物信息學(xué),篩選并研究了蘋(píng)果MdIDD轉(zhuǎn)錄因子家族基因功能。取得的主要結(jié)果如下:1、構(gòu)建了‘長(zhǎng)富2號(hào)’花芽孕育芽RNA-seq文庫(kù),分析了差異基因表達(dá)模式,測(cè)定了芽和葉片碳水化合物含量及其代謝相關(guān)酶活性和激素水平。(1)在花芽孕育早期,芽蔗糖含量較高,而淀粉的快速積累,是花芽孕育的必要條件;而蔗糖、淀粉相關(guān)基因呈現(xiàn)類似趨勢(shì);(2)在花芽孕育前,芽生長(zhǎng)素、赤霉素含量越早達(dá)到峰值,越有利于成花;在花芽孕育開(kāi)始期,細(xì)胞分裂素越早達(dá)到峰值,越有利于啟動(dòng)成花,相關(guān)基因表達(dá)趨勢(shì)與之基本一致;(3)芽脫落酸含量及其生物合成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因的表達(dá)呈現(xiàn)逐漸上調(diào)的變化,并與淀粉水平及其合成關(guān)鍵基因的表達(dá)同步上調(diào)。綜合上述結(jié)果,形成了糖和激素調(diào)控蘋(píng)果花芽孕育的基因網(wǎng)絡(luò)假設(shè)模型。2、利用重測(cè)序技術(shù),對(duì)難成花品種‘長(zhǎng)富2號(hào)’和易成花品種‘秦冠’進(jìn)行全基因組重測(cè)序,分析比較了兩者全基因組DNA多態(tài)性變異差異。(1)在蘋(píng)果‘長(zhǎng)富2號(hào)’和‘秦冠’品種中鑒定的SNPs分別為2,771,129和2,262,888個(gè);SVs分別為82,663和63,764個(gè);INDELs分別為1,572,803和1,294,060個(gè)。(2)‘長(zhǎng)富2號(hào)’和‘秦冠’品種23,111和21,400個(gè)基因存在171,520和147,090 SNPs;3,431和2,815個(gè)基因存在3,963和3,196 SVs;1681和1345個(gè)基因存在1834和1451 INDELs。(3)構(gòu)建了蘋(píng)果190個(gè)成花相關(guān)基因的遺傳連鎖圖譜,并分析比較‘長(zhǎng)富2號(hào)’、‘秦冠’和‘金冠’3個(gè)品種在這些成花基因中存在的DNA多態(tài)性差異,其與品種成花特異性密切相關(guān)。3、構(gòu)建了拉枝和對(duì)照處理‘長(zhǎng)富2號(hào)’芽RNA-seq文庫(kù),篩選并鑒定了響應(yīng)拉枝處理與糖代謝、激素、逆境響應(yīng)及成花相關(guān)的差異表達(dá)基因。(1)拉枝顯著提高樹(shù)體萌芽率、成花率及短枝比例;(2)拉枝改變了樹(shù)體碳代謝平衡,顯著上調(diào)糖代謝相關(guān)基因表達(dá),加速糖分子信號(hào)的傳遞,誘導(dǎo)花芽形成;(3)拉枝處理顯著上調(diào)與逆境響應(yīng)相關(guān)激素ABA、ET、SA及JA的合成及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)基因表達(dá),且WRKY類轉(zhuǎn)錄因子及R基因的表達(dá)呈現(xiàn)上調(diào)變化;(4)拉枝處理顯著上調(diào)成花相關(guān)基因的表達(dá)。4、構(gòu)建了拉枝處理和對(duì)照‘長(zhǎng)富2號(hào)’花芽孕育miRNA文庫(kù),篩選并鑒定了差異表達(dá)的miRNAs。(1)獲得39個(gè)已知miRNAs家族的188個(gè)miRNAs和137個(gè)novel miRNAs;有68和27個(gè)已知miRNAs分別下調(diào)和上調(diào)表達(dá),37個(gè)novel miRNAs差異表達(dá)。(2)與激素相關(guān)的miR396、160、159、319和164,以及靶基因GRFs、ARFs、MYBs、TCP4和NAC1顯著差異表達(dá)。(3)一些成花關(guān)鍵基因(SPLs、SOC1、FT、AFL1和AP1)顯著上調(diào)表達(dá)。綜合分析,提出了與激素相關(guān)的miRNAs介導(dǎo)拉枝促進(jìn)花芽形成的分子調(diào)控模型。5、構(gòu)建了平邑甜茶成年期和童期葉片miRNA和降解組文庫(kù),鑒定兩者差異表達(dá)的已知miRNAs和novel miRNAs,并分析其靶基因的生物學(xué)功能和表達(dá)模式。(1)獲得了42個(gè)已知miRNAs家族和172個(gè)novel miRNAs;(2)鑒定了25個(gè)已知miRNAs的127個(gè)靶基因和35個(gè)novel miRNAs的168個(gè)靶基因;(3)明確了miR156-SPLs、miR172-AP2和生長(zhǎng)素相關(guān)的miR160和miR393及其靶基因協(xié)同調(diào)控果樹(shù)童期階段轉(zhuǎn)變的網(wǎng)絡(luò)模式。6、鑒定獲得了20個(gè)蘋(píng)果MdIDD基因家族成員,發(fā)現(xiàn)均含有4個(gè)高度保守的鋅指類結(jié)構(gòu)域,分別為ZF1(CCHH)、ZF1(CCHH)、ZF1(CCHC)和ZF1(CCHC)。(1)采用qRT-PCR,檢測(cè)了‘長(zhǎng)富2號(hào)’及其蔗糖處理和‘煙富6號(hào)’品種芽在花芽孕育過(guò)程中,10個(gè)關(guān)鍵MdIDD基因的表達(dá)模式�！疅煾�6號(hào)’芽10個(gè)關(guān)鍵MdIDD家族基因表達(dá)水平均顯著高于‘長(zhǎng)富2號(hào)’,而‘長(zhǎng)富2號(hào)’芽有8個(gè)MdIDD家族基因響應(yīng)蔗糖處理上調(diào)表達(dá)。(2)克隆獲得7個(gè)MdIDD基因cDNA全長(zhǎng)序列;(3)在擬南芥野生型過(guò)量表達(dá)了蘋(píng)果MdIDD2基因。
[Abstract]:In this paper , the gene expression pattern of apple flower bud formation and the mechanism of controlling molecular mechanism of flower bud formation of apple were analyzed by using RNA - seq technique . ( 1 ) In the early stage of flower bud formation , the content of sucrose and starch is a necessary condition for the formation of flower buds . 杈，

本文編號(hào)：1676171