蓮屬于蓮科、蓮屬,是多年生的基部雙子葉水生植物。蓮屬包含有兩個種:亞洲蓮和美洲黃蓮。其中,亞洲蓮就是我們通常所稱的蓮。中國是蓮的分布中心和栽培中心之一。蓮是重要的觀賞水生植物,又稱為荷花,是中國傳統(tǒng)十大名花之一,其觀賞價值很大程度上取決于絢麗的花色和多樣的花型�；ㄐ偷臎Q定因素包括花器官形態(tài),特別是花瓣的組成、數(shù)量、大小和形狀等。類花瓣性狀是觀賞植物育種中選擇的重要特征之一。一些花蓮品種在花發(fā)育過程,雄蕊和心皮會發(fā)生瓣化現(xiàn)象,形成重瓣花型,極大地提高了蓮的觀賞價值。因此,重瓣花品種的選育,是花蓮育種的重要目標之一。然而,目前對蓮的雄蕊瓣化和心皮瓣化的分子機理知之甚少。開展蓮雄蕊瓣化和心皮瓣化機理的研究,充分發(fā)掘蓮中控制花型的優(yōu)異基因資源,對于培育觀賞型的花蓮新品種具有重要意義。本研究通過多組學技術(shù)（轉(zhuǎn)錄組、蛋白組及全基因組DNA甲基化）對蓮的花器官瓣化現(xiàn)象進行了系統(tǒng)的研究,并對花器官發(fā)育相關(guān)的重要基因家族MADS-box基因家族進行了分析鑒定。挖掘出部分可能參與調(diào)控蓮花器官瓣化的關(guān)鍵基因。同時,選取蓮的SEP3基因在擬南芥中過表達,其過表達植株影響開花時間及花形態(tài)。這些為蓮的花器官瓣化機... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院武漢植物園)湖北省

【文章頁數(shù)】：152 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１擬南芥中花四聚體模型和花發(fā)育ＡＢＣＤＥ模型（改自ＴｈｅｉＢｅｎｅｔａｌ．，２０１６）??

肴??蜃椋模危良諄???戲治雋?男廴鋨昊?芯浚崳?出了一系列具有不同花形態(tài)的花蓮品種。其中，熱帶品種‘粉紅凌霄’，擁有變??態(tài)的花器官，其絕大多數(shù)雄蕊轉(zhuǎn)變成了類似花瓣器官（圖２．１Ｂ－Ｆ）。與‘中國古??代蓮’相比，‘粉紅凌霄’有更多的花瓣和較少的雄蕊。它的變異器官稱作雄蕊??瓣化，類似花瓣但也有雄蕊附屬物（圖２．１Ｆ）。這個特征提供了很好的一個研宄??雄蕊瓣化的模型。??ｍｉ??Ｉ?ｆｆ?ｒ??ｍｍ??圖２．１蓮花形態(tài)圖??（Ａ）中國古代蓮的花。（Ｂ）和（Ｃ）?‘粉紅凌霄’的花苞。（Ｄ）?‘粉紅凌霄’開花第一天。??（Ｅ）?‘粉紅凌霄＇開花第四天。（Ｆ）三個花器官分別為雄蕊（Ｓｔ）、瓣化雄蕊（Ｓｐ）和花瓣??（Ｐ）。所有標尺長為ｌｃｍ。??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｓａｃｒｅｄ?ｌｏｔｕｓ?ｆｌｏｗｅｒ??（Ａ）?Ｆｌｏｗｅｒ?ｏｆ?＇Ｃｈｉｎａ?ａｎｔｉｑｕｅ，．?（Ｂ）?ａｎｄ?（Ｃ）?Ｆｌｏｗｅｒ?ｂｕｄ?ｏｆ?１Ｆｅｎｈｏｎｇｌｉｎｇｘｉａｏ，．?（Ｄ）?Ｆｌｏｗｅｒ?ｏｆ??‘Ｆｅｎｈｏｎｇｌｉｎｇｘｉａｏ’?ａｔ?ｔｈｅ?ｆｉｒｓｔ?ｄａｙ?ｏｆ?ｂｌｏｓｓｏｍ．?（Ｅ）?Ｆｌｏｗｅｒ?ｏｆ‘Ｆｅｎｈｏｎｇｌｉｎｇｘｉａｏ’?ａｔ?ｔｈｅ?ｆｏｕｒｔｈ?ｄａｙ?ｏｆ??ｂｌｏｓｓｏｍ．?Ｉ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ?Ｐｅｔａｌ?（Ｐ）；?ＩＩ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ?Ｓｔａｍｅｎ?（Ｓｔ）；?ＩＩＩ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ?ｃａｒｐｅｌ；?ＩＶ?ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ??Ｓｔａｍｅｎ?ｐｅｔａｌｏｉｄ?（Ｓｐ）．?（Ｆ）?Ｔｈｒｅｅ?ｆｌｏｒａｌ?ｏｒｇａｎｓ

２．２．２?ｍＲＮＡＩＵｕｍｉｎａＨｉＳｅｑ?測序結(jié)果??為了研究雄蕊瓣化的分子機制，對花瓣（Ｐ）、瓣化雄蕊（Ｓｐ）和雄蕊（Ｓｔ）??進行了轉(zhuǎn)錄組測序。在花朵開放的第一天（圖２．１Ｄ），收集花器官花瓣、瓣化雄??蕊和雄蕊。每個樣品三次重復，然后建立９個文庫分別是ＰＩ、Ｐ２、Ｐ３，?Ｓｐｌ、Ｓｐ２、??Ｓｐ３和Ｓｔｌ、Ｓｔ２、Ｓｔ３。９個文庫經(jīng)測序產(chǎn)生了?７５．３５?Ｇｂ的ｃｌｅａｎ?ｄａｔａ。選擇其中??高質(zhì)量（Ｑ＞２０）的讀長７３．１１Ｇｂ，每個樣品有超過６．５１Ｇｂ的ｃｌｅａｎｄａｔａ作為后??續(xù)分析數(shù)據(jù)。本研究分析每個樣品轉(zhuǎn)錄本的數(shù)目及其ＦＰＫＭｓ值（圖２．２Ａ）。剔??除標準化ｒｅａｄｓ的ＦＰＫＭ小于０．５的基因，樣品總共檢測到２７０５３個轉(zhuǎn)錄本。大??約有３３％的基因表達ＦＰＫＭ在０．５－１０范圍，而ＦＰＫＭ＞１０的基因有３６％。８２．７２－??８６．４６％的短ｃｌｅａｎ?ｒｅａｄｓ能比對到‘中國古代蓮’參考基因組上（Ｍｉｎｇ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１３）。??其中

【參考文獻】：
期刊論文
[1]荷花由單瓣到千瓣的演化及調(diào)控機制探討[J]. 秦密,劉鳳欒,張大生,田代科.  自然雜志. 2018(03)
[2]Whole genome re-sequencing reveals evolutionary patterns of sacred lotus（Nelumbo nucifera）[J]. Longyu Huang,Mei Yang,Ling Li,Hui Li,Dong Yang,Tao Shi,Pingfang Yang.  Journal of Integrative Plant Biology. 2018(01)
[3]蓮NnFUL基因克隆、亞細胞定位及表達分析[J]. 陳岳,張微微,田代科,王金剛.  上海農(nóng)業(yè)學報. 2015(04)
[4]荷花LEAFY基因的克隆及表達分析[J]. 劉藝平,董姬秀,張曼,李創(chuàng),李娜,孔德政.  植物生理學報. 2014(02)
[5]重瓣和重臺蓮品種花芽分化過程的解剖結(jié)構(gòu)比較[J]. 姜莉,陳發(fā)棣,滕年軍,陳素梅,崔娜欣,顧俊杰.  園藝學報. 2009(08)
[6]重瓣花的形成機理及遺傳特性研究進展[J]. 趙印泉,劉青林.  西北植物學報. 2009(04)
[7]The Expression of Manganese Superoxide Dismutase Gene from Nelumbo nucifera Responds Strongly to Chilling and Oxidative Stresses[J]. Wen Li1,Lin Qi1,Xiaodong Lin1,Huhui Chen1,Zhanqi Ma1,Keqiang Wu2 and Shangzhi Huang1(1School of Life Sciences,Sun Yat-sen University,Guangzhou 510275,China;2Institute of Plant Biology,School of Life Sciences,National Taiwan University,Taipei 106,China).  Journal of Integrative Plant Biology. 2009(03)
[8]花發(fā)育的基因調(diào)控與花性狀的改造[J]. 華志明.  生物技術(shù)通報. 1998(01)

博士論文
[1]蓮葉綠體基因組圖譜的構(gòu)建及其系統(tǒng)進化分析[D]. 全志武.武漢大學 2011



本文編號：3275166