棉花是紡織工業(yè)的重要原料,也是我國五大油料作物之一。油分是重要的基礎代謝,種子的發(fā)育直接影響油分的積累,關乎許多重要的代謝途徑；棉花纖維由種子的表皮毛分化而來,種子中影響油分代謝的基因可能影響纖維發(fā)育。研究表明,棉花種子含油量與棉花產(chǎn)量性狀間無顯著的負相關,與纖維品質(zhì)指標均呈正相關（如纖維長度和比強）,表明提高棉籽含油量或改變其脂肪酸組成可兼顧纖維優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。為進一步了解棉花纖維發(fā)育的分子機制,本研究選用不同類型、不同纖維品質(zhì)的海島棉（新海32號,HL）和陸地棉（17-24,L和62-33,S）的纖維為研究材料,利用RNA-Seq技術,分析其在纖維次生壁合成和加厚期（20DPA、25DPA和30DPA）的表達譜；通過基因表達量的變化篩選差異表達基因并對其進行GO功能顯著性富集分析,尋找與棉纖維次生壁加厚相關的關鍵代謝通路和重要基因；同時,分析了脂肪酸合成酶GhKAR、GhHAD和GhENR的表達特征,并驗證其功能。主要研究結(jié)果如下：1)不同基因型在次生壁發(fā)育的各個時期,都得到大量的差異基因。比較同一時期不同基因型的差異基因,發(fā)現(xiàn)不同棉種間的差異基因數(shù)量更多,如20DPA時,海島棉（HL）... 

【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)大學北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮略詞
第一章 前言
    1.1 棉花纖維發(fā)育的特征和分子機制
        1.1.1 棉纖維細胞發(fā)育概述
        1.1.2 棉纖維細胞分化和起始期
        1.1.3 棉纖維伸長期
        1.1.4 棉纖維次生壁合成和加厚期
        1.1.5 棉纖維脫水期
    1.2 棉花基因組研究進展
    1.3 棉花纖維差異基因表達譜研究
    1.4 脂肪酸對棉纖維發(fā)育的影響
    1.5 脂肪酸的生物合成
    1.6 脂肪酸合成酶基因在改良種子含油量中的應用
        1.6.1 乙酰-CoA羧化酶（ACCase）
        1.6.2 脂肪酸合成酶（FAS）
        1.6.3 �；鵄CP硫酯酶
        1.6.4 脂肪酸去飽和酶
    1.7 研究目的和意義
第二章 棉纖維次生壁發(fā)育時期基因表達譜的研究
    2.1 材料與方法
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 RNA的提取與質(zhì)量檢測
        2.1.3 實驗流程
        2.1.4 轉(zhuǎn)錄組標準信息分析流程
        2.1.5 測序評估
        2.1.6 基因表達量統(tǒng)計
        2.1.7 差異表達基因篩選
        2.1.8 差異表達基因的GO功能顯著性富集分析
        2.1.9 差異表達基因的Pathway顯著性富集分析
        2.1.10 qRT-PCR
    2.2 轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果的初步分析
        2.2.1 RNA質(zhì)量檢測
        2.2.2 數(shù)據(jù)比對統(tǒng)計結(jié)果
        2.2.3 測序質(zhì)量的評估
        2.2.4 測序飽和度的分析
        2.2.5 測序隨機性的統(tǒng)計分析
        2.2.6 基因覆蓋度統(tǒng)計
    2.3 差異表達基因的篩選與注釋
        2.3.1 同一時期不同棉種之間的差異表達基因分析
        2.3.2 同一棉種不同時期之間的差異表達基因分析
        2.3.3 棉花不同類型不同纖維發(fā)育時期共有差異基因分析
        2.3.4 差異表達基因Quantitive real-time PCR驗證
    2.4 本章小結(jié)
第三章 G hKAR、GhHAD和GhENR的表達特征研究及功能分析
    3.1 材料與方法
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 實驗方法
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 GhKAR、GhHAD、GhENR的生物信息學分析
        3.2.2 高、低油材料油分積累特征和目的基因表達量的變化
        3.2.3 GhKAR、GhHAD和GhENR基因的表達特征分析
        3.2.4 棉花轉(zhuǎn)基因株系種子油分及脂肪酸成分的變化
        3.2.5 棉花轉(zhuǎn)基因株系纖維品質(zhì)的表型鑒定
        3.2.6 轉(zhuǎn)GhKAR和GhENR基因棉花的抗寒性初探
    3.3 本章小結(jié)
第四章 討論與結(jié)論
    4.1 討論
        4.1.1 關于測序時期的選擇
        4.1.2 基于RNA-Seq高通量測序
        4.1.3 與次生壁加厚相關的差異表達基因及代謝通路
        4.1.4 棉花脂肪酸研究的用途和意義
        4.1.5 GhKAR、GhHAD和GhENR基因的序列分析
        4.1.6 GhKAR、GhHAD和GhENR基因的表達特征
        4.1.7 GhKAR和GhENR的功能
    4.2 結(jié)論
        4.2.1 海島棉和陸地棉纖維不同發(fā)育階段數(shù)字表達譜分析
        4.2.2 脂肪酸合成酶基因GhKAR、GhHAD和GhENR的表達特征和功能驗證
    4.3 本研究的創(chuàng)新點
參考文獻
致謝
附錄
個人簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]陸地棉基因組測序—開辟棉花育種新篇章[J]. 王莉,楊維才.  中國科學:生命科學. 2015(05)
[2]甘藍型油菜種子發(fā)育過程中油脂合成基因的表達[J]. 張云虹,李愛民,張永泰,王幼平,惠飛虎,張永吉,張瑛.  揚州大學學報(農(nóng)業(yè)與生命科學版). 2015(01)
[3]不同脂肪酸種類及濃度對棉纖維分化發(fā)育的影響[J]. 孫英超,劉偉,何秋伶,祝水金,陳進紅.  浙江大學學報(農(nóng)業(yè)與生命科學版). 2014(06)
[4]油桐種子脂肪酸延長代謝的轉(zhuǎn)錄表達與代謝調(diào)控機理研究[J]. 劉美蘭,譚曉風,龍洪旭.  植物遺傳資源學報. 2014(05)
[5]2013年中國植物科學若干領域重要研究進展[J]. 袁明,瞿禮嘉,王小菁,錢前,楊維才,王臺,孔宏智,蔣高明,種康.  植物學報. 2014(04)
[6]棉花3個脂肪酸碳鏈延長基因的cDNA克隆和表達分析[J]. 劉麗,趙鵬,王丹,劉正杰,王玉美,華金平.  中國農(nóng)業(yè)科學. 2013(17)
[7]The Gossypium raimondii Genome,a Huge Leap Forward in Cotton Genomics[J]. Yu-Xian Zhu,Fu-Guang Li.  Journal of Integrative Plant Biology. 2013(07)
[8]棉花纖維發(fā)育早期RNA-Seq轉(zhuǎn)錄組分析[J]. 李錫花,吳嫚,于霽雯,張金發(fā),范術麗,宋美珍,龐朝友,喻樹迅.  棉花學報. 2013(03)
[9]一個棉花GDSL脂肪酶基因的克隆與功能分析[J]. 佟祥超,王麗曼,胡文靜,張雪穎,張?zhí)煺?郭旺珍.  作物學報. 2013(07)
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博士論文
[1]鈣離子結(jié)合蛋白基因GhCaM7和GhAnn2在棉花纖維伸長中的功能分析[D]. 唐文鑫.華中農(nóng)業(yè)大學 2014
[2]棉纖維發(fā)育相關基因轉(zhuǎn)錄組學、表達譜分析研究[D]. 陳全家.中國農(nóng)業(yè)大學 2014
[3]油料作物油脂合成相關基因的轉(zhuǎn)錄、克隆和功能比較研究[D]. 胡亞平.中國農(nóng)業(yè)科學院 2009
[4]GhDET2和GhKTN1在棉花纖維細胞發(fā)育中的功能[D]. 羅明.西南大學 2007
[5]海島棉纖維發(fā)育相關基因表達譜分析及功能基因的發(fā)掘[D]. 涂禮莉.華中農(nóng)業(yè)大學 2007

碩士論文
[1]磷脂酶GhPLA2α和GhPLA2β在棉花纖維細胞發(fā)育中的功能[D]. 佘玉罕.西南大學 2014
[2]陸地棉纖維次生壁加厚期基因表達譜分析[D]. 計志斌.華中農(nóng)業(yè)大學 2011



本文編號：3159291