【摘要】：大白菜(Brassica rapa subsp. pekinensis)品種間冬性強(qiáng)弱差異很大,弱冬性品種的先期抽薹是影響收益的重要原因,而強(qiáng)冬性品種則存在制種困難,因此,研究大白菜的成花機(jī)理具有非常重要的理論和實(shí)踐意義。盡管目前已有一些關(guān)于大白菜花期分子調(diào)控的研究報(bào)道,但與擬南芥相比,在成花分子機(jī)制上的研究深度和廣度仍有很大差距。大白菜基因組測(cè)序的完成和基因注釋的不斷完善以及高通量測(cè)序技術(shù)的廣泛應(yīng)用為大白菜成花機(jī)理的研究提供了一個(gè)新的手段。本研究以大白菜為試材,建立了最佳開花系統(tǒng);利用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)大白菜未經(jīng)低溫處理(CK1)、低溫處理后花芽即將分化(V1)、花芽分化1級(jí)(V2)的莖尖進(jìn)行測(cè)序,以篩選與成花相關(guān)的基因;克隆LFY同源基因并分析可變剪接類型及表達(dá)模式；分析成花各時(shí)期生長(zhǎng)素、茉莉酸、赤霉素、玉米素和脫落酸的含量變化,明確各激素在成花過程中的作用,以期進(jìn)一步完善大白菜成花調(diào)控的分子機(jī)理。主要研究結(jié)果如下：1.比較4個(gè)大白菜品系‘3#’、‘7#’、‘8#’和‘9#’在4℃低溫處理10 d、20d和30d下的現(xiàn)蕾開花情況,發(fā)現(xiàn)隨著低溫處理時(shí)間的增加,各品系開始花芽分化、現(xiàn)蕾以及開花的時(shí)間均有所減少,對(duì)應(yīng)時(shí)期的葉片數(shù)也隨之減少。4個(gè)品系間的冬性差異顯著,‘9#’冬性最強(qiáng),‘8#’次之,‘3#’和‘7#’則較弱。綜合分析,‘3#’和‘7#’品系適宜作為大白菜成花機(jī)理研究的材料,低溫處理時(shí)間以20 d為宜；如果選擇耐抽薹的品系進(jìn)行比較研究,可選用‘9#’,但要低溫處理30 d以上才能使其通過春化。2.利用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)CK1、V1和V2這3個(gè)莖尖樣品進(jìn)行了測(cè)序,經(jīng)基因表達(dá)比較分析,CK1_vs_V1中共獲得1680個(gè)DEGs,其中780個(gè)上調(diào),900個(gè)下調(diào)。對(duì)DEGs進(jìn)行GO功能分析,發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞組分注釋中,富集條目主要集中在葉綠體各組分;在分子功能注釋中,富集條目主要集中在各氧化還原酶活性上;在生物過程注釋中,富集條目主要集中在一些與成花有關(guān)的因素上,如藍(lán)光響應(yīng)、遠(yuǎn)紅光響應(yīng)、蔗糖響應(yīng)、水楊酸及茉莉酸介導(dǎo)的信號(hào)通路和MAPK級(jí)聯(lián)等。對(duì)DEGs進(jìn)行KEGG通路分析,結(jié)果表明黃酮類化合物和芥子油苷在成花過程中具有重要作用。3.將已經(jīng)公布的大白菜成花相關(guān)基因與表達(dá)譜比較,有10個(gè)基因差異表達(dá),且大部分基因的表達(dá)與預(yù)測(cè)一致,說明測(cè)序結(jié)果可信。有4個(gè)高差異表達(dá)基因的表達(dá)變化趨勢(shì)與成花功能描述一致,分別為促進(jìn)成花的Bra000180、 Bra009813和抑制成花的Bra024350、Bra026653,預(yù)測(cè)它們?cè)诖蟀撞酥幸簿哂邢嗨频墓δ?可進(jìn)行進(jìn)一步的研究。4.克隆得到2條LFY同源基因序列,開放閱讀框分別為1248 bp和1260 bp,分別命名為BrpLFYl和BrpLFY2,并上傳序列至NCBI, GenBank accession number為KR190435和KR190436。經(jīng)可變剪接分析,發(fā)現(xiàn)二者是BrpLFY的不同可變剪接體,之所以相差12 bp是因?yàn)樵诘诙怙@子處發(fā)生了可變5'端剪接,其中一個(gè)保留了12 bp的第一內(nèi)含子序列。通過PCR擴(kuò)增發(fā)現(xiàn)在不同品系大白菜的不同發(fā)育時(shí)期,各組織中都幾乎只有BrpLFY2的表達(dá),這一結(jié)果與可變剪接表達(dá)量的分析結(jié)果一致,推測(cè)在大白菜成花過程中起主要作用的是BrpLFY1。o5.采用熒光定量PCR分析BrpLF喲時(shí)空表達(dá)模式,結(jié)果表明,BrpLFY基因在大白菜的各組織中均有表達(dá)。在莖尖生長(zhǎng)點(diǎn)中的表達(dá)量隨著生長(zhǎng)發(fā)育的進(jìn)行逐漸升高,在花芽分化開始時(shí)表達(dá)量驟升,并在5級(jí)時(shí)達(dá)到頂峰,而后開始下降,無論春季生長(zhǎng)還是秋季種植冬儲(chǔ)過程均為如此,但在強(qiáng)冬性品種中的表達(dá)高峰更高,推測(cè)強(qiáng)冬性品種需要更高的BrpLF表達(dá)才能誘導(dǎo)成花。比較BrpLFY在不同組織器官中的表達(dá),在花芽分化5級(jí)時(shí),幼葉最高,成熟葉和生長(zhǎng)點(diǎn)次之,根最低,另外在花蕾和花中的表達(dá)也較少。BrpLFY在花芽分化的幼葉和成熟葉中的表達(dá)量顯著高于其它組織,推測(cè)該基因在葉片的生長(zhǎng)過程中也發(fā)揮了某些作用。6.采用ELISA法測(cè)定了‘7#’大白菜低溫處理組和對(duì)照組植株發(fā)育各時(shí)期莖尖生長(zhǎng)點(diǎn)中IAA、JA、GA1+3、Z+ZR和ABA的含量,低溫處理組中各激素的含量變化結(jié)果表明,在一定范圍內(nèi)較高含量的IAA、JA和GA1+3有利于大白菜成花轉(zhuǎn)變,而抽薹現(xiàn)蕾則需要較高含量的IAA、JA和Z+ZR,在花芽分化3級(jí)時(shí)各激素含量較低,說明在分化進(jìn)程中可能有一個(gè)短暫的停歇。此外,通過KEGG代謝通路分析,篩選到導(dǎo)致IAA、JA、 Z+ZR和ABA在成花過程發(fā)生含量變化的主要基因。與對(duì)照植株相比,大白菜成花過程需要較高比值的GA1+3/IAA、Z+ZR/IAA、 ABA/IAA、GA1+3/Z+ZR、ABA/GA1+3和ABA/Z+ZR。在低溫處理組中,一定范圍內(nèi)較高比值的GA1+3/IAA、Z+ZR/IAA、ABA/IAA、JA/IAA、JA/GA1+3、JA/Z+ZR和JA/ABA有利于成花轉(zhuǎn)變,而較低比值的JA/IAA、JA/GA1+3、JA/Z+ZR和JA/ABA有利于分化進(jìn)程,抽薹現(xiàn)蕾則需要較低比值的GA1+3/IAA、ABA/IAA、GA1+3/Z+ZR、ABA/Z+ZR和較高比值的ABA/GA1+3、JA/GA1+3、JA/ABA。此外,推測(cè)ABA/IAA和GA1+3/Z+ZR比值為1是大白菜花芽分化的關(guān)鍵值.高于這個(gè)值則有助干成花。
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【學(xué)位授予單位】：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S634.1

【參考文獻(xiàn)】

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4 顧文亮;王輝;莊輝發(fā);王華;朱自慧;宋應(yīng)輝;;香草蘭VpLFY基因的克隆與表達(dá)分析[J];熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué);2016年02期

5 李國(guó)勝;姚秋桂;張偉敏;;火龍果花中黃酮類化合物抗氧化活性研究[J];北方園藝;2016年02期

6 常增獻(xiàn);秦寶華;申宇賓;齊凌云;;蔗糖對(duì)碧桃花枝催花效果的影響[J];中國(guó)園藝文摘;2016年01期

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9 劉永平;楊靜;楊明峰;;植物開花調(diào)控途徑[J];生物工程學(xué)報(bào);2015年11期

10 周晏秋;覃瑞;劉勝毅;李剛;黃軍艷;董彩華;程曉暉;劉虹;童超波;;中華獼猴桃基因組可變剪接事件鑒定及分析[J];中國(guó)科學(xué):生命科學(xué);2015年03期

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本文編號(hào)：2271196