本文選題：Aux/IAA + ARF��； 參考：《南京農業(yè)大學》2016年博士論文

【摘要】：白菜類作物隸屬十字花科(Cruciferae)蕓薹屬(Brassica),原產自我國,栽培歷史悠久且品種豐富,主要包括大白菜(Brassicarapassp.pekinensis)、不結球白菜(B.rapa ssp. chinensis; Non Heading Chinese Cabbage; NHCC)和蕪菁(B. rapa ssp. rapa)。其中,不結球白菜是我國長江中下游廣泛種植的大眾蔬菜。不結球白菜包含了多個變種,具有豐富的形態(tài)多樣性。在多個變種中,存在不同的株型性狀,如直立、半塌地和塌地。而在直立株型中,又包含直立不束腰和直立束腰株型。在本試驗中,利用簡化基因組測序技術對直立束腰和半塌地品種雜交構建的F2分離群體進行測序,同時利用轉錄組和MeDIP測序技術對束腰品種進行束腰前后的株型差異基因挖掘。根據(jù)測序結果,對候選基因中生長素信號途徑中的Aux/IAA及ARF家族在大白菜中進行鑒定和進化分析;對脫落酸信號途徑中的SnRK2基因家族在不結球白菜中進行克隆和分析。主要研究結果如下:1.使用直立束腰品種和半塌地品種進行雜交,構建F2分離群體,來進一步測量束腰性狀及其與其它性狀之間的關系。結果證明,束腰性狀并非質量性狀,而是在植株成長過程中逐漸形成的數(shù)量性狀。在兩個組合的F2分離群體中,通過測量計算植株的腰粗和菜頭粗的比值得到的束腰比呈正態(tài)分布。并且,植株的束腰比與植株的株高、葉柄長呈負相關。在束腰形成過程中,與低溫處理的植株相比,處于18℃-24℃環(huán)境中的植株幾乎不束腰,這說明低溫積溫與束腰性狀的形成有關。2.以大白菜基因組為參考基因組,對兩個株型性狀表現(xiàn)極端的親本構建的F2分離群體進行簡化基因組測序,共獲得78,723,756條有效reads, GC含量約42%,終獲得具有1個或多個等位基因的SLAF標簽62,978個,整體平均深度達414.26x,且SLAF標簽在染色體上分布均勻。實驗中定位到了 3個較可靠區(qū)域,包含8810個SNP標簽,148條候選基因。根據(jù)不結球白菜變種轉錄組數(shù)據(jù),篩選到25條表達差異較大的基因,其中11條是F-box基因。選定的25條基因在束腰形成前后的樣品中表達差異較大。3.利用轉錄組測序和MeDIP測序方法,對不結球白菜束腰前后的基因進行全面系統(tǒng)的分析。在本研究中,轉錄組共得到103,846,926個高質量的雙末端序列,比對到參考基因組上的大概約70%,得到上調差異基因1560條,下調基因1228條。MeDIP測序共測得223,380,998個長為49bp的雙末端序列,與參考基因組的比對率分別是78.01%和78.13%。測序結果表明,在束腰過程中,基因組甲基化水平提高。兩種測序聯(lián)合分析后,共鑒定出基因主體負相關的基因123條,啟動子負相關基因387條。其中代謝相關途徑、次生代謝途徑、植物激素轉導途徑以及植物病原互作途徑所占比例較高。最終在植物激素信號轉導途徑中共選出14條候選基因并進行實時定量PCR驗證。4.在不結球白菜束腰性狀的轉錄組及甲基化聯(lián)合分析中,鑒定出部分生長素響應基因Aux/IAA及轉錄調控因子基因ARF。本研究在大白菜中共鑒定出52條Aux/IAA和33條ARF基因,其中包括1條ARF類似基因,命名為AL。這些基因分化時間與大白菜三倍化時間基本一致。在全基因組加倍后,Aux/IAA基因被全部保留下來,遠優(yōu)先于ARF基因。在陸地植物進化過程中,ARF基因擴增平緩穩(wěn)定,Aux/IAA基因家族擴增迅速且受到的選擇壓力較小。Aux/IAA基因家族表現(xiàn)出了更強的組織表達特異性,重復基因的功能發(fā)生了分化。在研究中鑒定出的AL基因廣泛存在于植物中,并與ARF關系更近。5.轉錄組及甲基化聯(lián)合分析中的候選基因SnRK2.6屬于SnRK2基因家族。本研究結果表明該家族在進化過程中被優(yōu)先保留,并在不結球白菜逆境文庫中克隆到13條SnRK2基因。這些基因多數(shù)含有8個外顯子,結構保守穩(wěn)定。大部分基因,尤其是第三亞組參與了 ABA調控。除此之外,大部分基因還可響應冷處理。BcSnRK2.6a則是唯一可同時響應ABA與低溫的BcSnRK2。BcSnRK2的表達模式說明其協(xié)同參與ABA和低溫誘導的表達,且極有可能參與多種信號途徑,進而參與不結球白菜的株型形成。
[Abstract]:Cabbage (Cruciferae) Brassica (Brassica), native to China, has a long history and rich variety, mainly including Chinese Cabbage (Brassicarapassp.pekinensis), non heading Chinese Cabbage (B.rapa ssp. chinensis, Non Heading Chinese Cabbage; NHCC) and turnip. Popular vegetables widely cultivated in the middle and lower reaches of the Yangtze River. Non heading Chinese cabbage contains many varieties and has rich morphological diversity. In many varieties, there are different plant type traits, such as erect, semi collapse and collapse. In the erect plant type, there are erect non girdle and erect beam waist plant type. In this experiment, simplified genome sequencing is used. The technology was used to sequence the F2 isolated population constructed by the vertical waist and the semi collapse varieties. At the same time, the plant type difference gene was excavated by the transcriptional group and the MeDIP sequencing technology. According to the sequencing results, the Aux/ IAA and the ARF family in the signal pathway of the candidate genes were identified and entered in Chinese cabbage. The SnRK2 gene family of the abscisic acid signal pathway was cloned and analyzed in the non heading Chinese cabbage. The main results were as follows: 1. using a vertical waist variety and a semi collapse variety to cross and construct a F2 separation group to further measure the relationship between the waist character and its characters. Non mass characters, but the quantitative traits that gradually formed during the growth of the plant. The ratio of the waist to the waist of the two F2 groups was measured by measuring the ratio of the waist to the head of the vegetable. And the waist ratio of the plant was negatively correlated with the plant height and the length of the stem. Compared with the treated plants, the plants in the environment of 18 -24 C were almost no waist, which indicated that the low temperature accumulated temperature and the formation of the waist character were related to the.2. with the genome of Chinese cabbage as the reference genome, and the F2 separation group constructed by the parents of two plant type traits was sequenced by the simplified base group, and 78723756 effective reads were obtained, GC The content was about 42%, and 62978 SLAF tags with 1 or more alleles were obtained, the overall average depth was 414.26x, and the SLAF label was evenly distributed on the chromosome. In the experiment, 3 more reliable regions were located, including 8810 SNP tags and 148 candidate genes. 25 expression differences were screened according to the data of the non heading Chinese cabbage variety transcriptional group. The larger genes, 11 of which are F-box genes. The selected 25 genes were expressed differently in the samples before and after the formation of the waist, and.3. was sequenced and MeDIP sequencing was used to systematically analyze the genes before and after the waist of the non heading Chinese cabbage. In this study, the transcriptional group obtained a total of 103846926 high quality double terminal sequences. By comparison to about 70% of the reference genome, 1560 of the differential genes were up-regulated, and 1228.MeDIP sequences of down regulated genes were measured to get 223380998 double terminal sequences with a length of 49bp. The ratio of the comparison with the reference genome was 78.01% and 78.13%. sequencing, respectively, indicating that the level of methylation in the genome was increased during the waist process. Two sequencing. After the joint analysis, 123 genes negatively related to the main body of the gene were identified and 387 of the promoter negative related genes were identified. Among them, the metabolic pathway, secondary metabolic pathway, plant hormone transduction pathway and plant pathogen interaction pathway accounted for a higher proportion. Finally, 14 candidate genes were selected in the plant hormone signal transduction pathway and were determined in real time. PCR verified.4. in the transcriptional group and methylation analysis of non heading Chinese cabbage, identified 52 Aux/IAA and 33 ARF genes in Chinese cabbage, including 1 Aux/IAA and 33 ARF genes, which were named AL., which were named AL.. The time of the three ploidy of Chinese cabbage is basically the same. After the whole genome doubles, the Aux/IAA gene is all retained, far superior to the ARF gene. In the process of terrestrial plant evolution, the ARF gene amplification is gentle and stable, the Aux/IAA gene family expands rapidly and the selection pressure is smaller than the.Aux/IAA based family showing a stronger tissue expression specificity. The function of repeat genes is differentiated. The AL genes identified in the study are widely found in plants, and the relationship with the ARF is closer to the.5. transcriptome and the candidate gene for the methylation analysis, SnRK2.6 belongs to the SnRK2 gene family. This study shows that the family is preferred in the evolution process and in the non heading Chinese cabbage adversity library. 13 SnRK2 genes are cloned into the gene. Most of these genes contain 8 exons, and the structure is conservative and stable. Most genes, especially the Sanya group, are involved in ABA regulation. In addition, most genes can also respond to cold treatment.BcSnRK2.6a as the only BcSnRK2.BcSnRK2 expression pattern that responds to ABA and low temperature simultaneously. And low temperature induced expression, and are likely to participate in a variety of signaling pathways, and then participate in the plant type formation of non heading Chinese cabbage.
【學位授予單位】：南京農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S634.3;Q943.2

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本文編號：2003225