本文關鍵詞：東方百合低溫誘導春化的分子調控機制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：休眠是百合鱗莖的一個自然特性,當百合低溫春化解除休眠后,便可以正常生長發(fā)育并開花。本研究利用我國切花主栽東方百合品種‘索邦’(Lilium oriental hybrid'Sorbonne')為試驗試材,從形態(tài)生理學、轉錄組學、和蛋白質組學三個層面入手,利用Illumina/Solexa Hiseq 2000技術平臺和蛋白質2D質譜技術研究東方百合‘索邦’春化過程中的生理變化和分子變化,通過一系列的形態(tài)生理分子實驗,初步分析低溫誘導百合成花轉變的分子機理,為百合的花期改良和成花轉變調控提供一定的參考。獲得主要研究結果如下：1在40C低溫下貯藏49d,東方百合‘索邦’鱗莖的莖尖分生組織與其頂端的距離便小于lcm,在低溫貯藏過程中,百合內、外層鱗片的可溶性糖含量逐漸升高,直至最大值后便逐漸降低,此時種球己打破休眠。由此,可以把東方百合‘索邦’內層鱗片中的可溶性糖含量變化作為監(jiān)測百合低溫春化完成的標志。2本研究運用RNA-Seq技術發(fā)現在東方百合‘索邦’低溫誘導春化階段,MADS-box家族基因表達量發(fā)生顯著變化,多個植物激素相關基因在春化處理過程中表達差異,另外在東方百合‘索邦’低溫春化過程中,組蛋白修飾相關的基因表達也發(fā)生明顯變化,由此表明MADS-box家族基因,物激素相關基因和DNA甲基化以及組蛋白修飾相關基因均有參與百合低溫誘導春化的過程。3本研究通過蛋白質質譜技術發(fā)現在東方百合‘索邦’春化過程中,與蛋白質、氨基酸代謝相關的蛋白占所有差異蛋白點的35%,與淀粉和糖代謝相關的蛋白占所有差異蛋白點的22%,與激素信號相關的蛋白占所有差異蛋白點的18%,與轉導信號相關的蛋白占6%,與轉運相關的蛋白占4%。這些差異表達的蛋白在糖類物質合成代謝、氧化衰老、氨基酸代謝、乙烯信號及傳遞和細胞形態(tài)建成方面起著至關重要的功能。并且差異表達的不同蛋白相互作用,共同參與植物體內復雜的生理生化過程,從而誘導百合在在低溫誘導下順利通過春化,進而現蕾開花。4本研究運用RACE技術成功克隆了東方百合‘索邦’春化過程中的兩個基因LoVRN1和LoSVP,并通過擬南芥轉基因技術發(fā)現,LoSVP可以延遲擬南芥開花的時間,而相反,LoVRNl基因可以促進擬南芥提前開花。并且,LoVRNl 基因在擬南芥花型的改變上還有一定的作用。
【關鍵詞】：東方百合 低溫春化 成花轉變 RNA-Seq 蛋白質組學
【學位授予單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S682.29
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 縮略詞表9-13
• 1 引言13-35
• 1.1 高等植物成花調控途徑的研究機理13-17
• 1.2 高等植物春化作用的研究機理17-27
• 1.2.1 低溫誘導春化過程中的形態(tài)學變化18-19
• 1.2.2 低溫誘導春化的生理生化變化19-20
• 1.2.3 低溫誘導春化的遺傳學機制20-27
• 1.3 百合鱗莖春化作用的研究進展27-28
• 1.3.1 百合鱗莖春化過程的形態(tài)變化27-28
• 1.3.2 百合種球低溫春化過程的生理變化28
• 1.4 RNA-Seq技術在植物成花研究中的應用28-31
• 1.4.1 RNA-Seq技術的概念及發(fā)展28-31
• 1.4.2 RNA-seq技術的應用31
• 1.5 蛋白質組學在植物成花研究中的應用31-32
• 1.5.1 基因蛋白質組學的概念及相關背景31
• 1.5.2 蛋白質組學的策略及應用31-32
• 1.6 研究百合春化分子機理對百合花期改良的重要意義32-33
• 1.7 研究目的及研究意義33
• 1.8 研究技術路線33-35
• 2 東方百合低溫誘導春化的生物學效應35-47
• 2.1 材料與方法35-38
• 2.1.1 試驗材料35-36
• 2.1.2 試驗方法36-38
• 2.2 結果與分析38-45
• 2.2.1 形態(tài)變化及分析38-40
• 2.2.2 碳水化合物的變化及分析形態(tài)變化及分析40-42
• 2.2.3 內源激素的變化及分析42-45
• 2.3 討論45-47
• 2.3.1 低溫解除百合休眠的形態(tài)指標45
• 2.3.2 生理生化變化與低溫解除休眠的關系45-47
• 3 百合春化轉錄組測序及差異基因的表達模式分析47-72
• 3.1 材料與方法47-50
• 3.1.1 試驗材料47
• 3.1.2 試驗方法47-50
• 3.2 結果與分析50-65
• 3.2.1 模板RNA的質量檢測與分析50-51
• 3.2.2 cDNA文庫的質量檢驗51
• 3.2.3 轉錄組序列分析51-57
• 3.2.4 差異基因的表達模式分析57-65
• 3.3 討論65-72
• 3.3.1 百合響應低溫春化誘導成花的調控途徑65-67
• 3.3.2 低溫春化誘導百合成花轉變過程中的物質能量代謝67-68
• 3.3.3 低溫春化誘導百合成花轉變過程中的信號轉導68
• 3.3.4 低溫春化誘導百合成花轉變過程中的轉錄因子68-69
• 3.3.5 低溫春化誘導百合成花轉變過程中的其他相關基因69-70
• 3.3.6 低溫春化誘導百合成花轉變的候選基因分析70-72
• 4 基于蛋白質組學技術分析百合低溫春化過程中的差異蛋白72-91
• 4.1 材料與方法72
• 4.1.1 試驗材料72
• 4.1.2 試驗方法72
• 4.2 結果與分析72-87
• 4.2.1 蛋白質含量的標曲及定量分析72-73
• 4.2.2 不同春化時期對百合莖尖蛋白質的影響73-77
• 4.2.3 春化過程中表達差異的蛋白質的質譜分析77-86
• 4.2.4 百合低溫春化過程中表達差異蛋白質的功能分析86-87
• 4.3 討論87-91
• 4.3.1 不同春化時期百合莖尖差異表達蛋白質的質譜鑒定分析87-88
• 4.3.2 不同春化處理時期百合莖尖差異表達蛋白質的功能分析88-91
• 5 百合響應低溫誘導春化相關基因的克隆與功能驗證91-107
• 5.1 材料與方法91-94
• 5.1.1 試驗材料91
• 5.1.2 試驗方法91-94
• 5.2 結果與分析94-105
• 5.2.1 LoVRN1基因的克隆94-99
• 5.2.2 LoSVP基因的克隆99-105
• 5.3 討論105-107
• 5.3.1 LoVRN1基因的功能分析105-106
• 5.3.2 LoSVP基因的功能分析106
• 5.3.3 LoVRN1和LoSVP基因應用于百合基因工程的潛力106-107
• 6 結論和展望107-110
• 6.1 結論107-108
• 6.2 本研究創(chuàng)新點108
• 6.3 展望108-110
• 參考文獻110-122
• 個人簡介122-123
• 導師簡介123-124
• 獲得成果目錄124-125
• 致謝12

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