石細胞是梨果肉中特有的性狀,也是影響果實食用口感和加工品質的重要因素之一。我國梨多數主栽品種由于石細胞含量較多,肉質粗糙,口感多渣,嚴重影響了果實的品質和經濟價值。早期的研究明確了石細胞屬于厚壁細胞,其次生壁中木質素的合成與積累是引起石細胞硬化的重要因素之一,而木質素的研究主要集中在模式植物中,只有少數物種中報道了果實木質素形成機制。因此,本研究在梨果實microRNA測序和全基因組MYB家族成員鑒定的研究基礎上,獲得了調控果實木質素生物合成的關鍵候選基因PbrmiR397a和PbrMYB169,并開展了基因功能和分子調控機制的分析,結果如下:1、梨果肉石細胞在盛花后(DAF)21-49天迅速形成并積累,并且石細胞中木質素一旦合成就不會被降解。通過梨果實microRNA測序和靶基因預測發(fā)現,PbrmiR397a靶向多個漆酶(LAC)基因,但兩者在梨果實石細胞形成中的調控機制尚不知曉。從‘碭山酥梨’(Pyrus bretschneideri)全基因組中,共鑒定到38個LAC基因,經保守結構域及系統(tǒng)發(fā)育進化樹分析,被分成6個進化簇。其中,有6個LAC基因在21DAF和35DAF的果肉組織中...

【文章頁數】：127 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
縮略詞表
引言
第一章 文獻綜述
    1.1 梨果實石細胞與品質的關系
    1.2 梨果實石細胞的形成過程和分布特點
        1.2.1 梨果實石細胞的形成過程
        1.2.2 梨果實石細胞的分布特點
    1.3 木質素的特征和生物合成
        1.3.1 木質素的結構
        1.3.2 梨果實石細胞木質素
    1.4 木質素的生物合成途徑
        1.4.1 苯丙氨酸裂解酶
        1.4.2 肉桂酸氫化酶
        1.4.3 香豆酸輔酶A連接酶
        1.4.4 羥基肉桂酰輔酶A轉移酶/對香豆酸羥化酶/咖啡酰莽草酸酯酶
        1.4.5 咖啡酰輔酶A氧甲基轉移酶
        1.4.6 阿魏酸-5-羥化酶/咖啡酸甲基轉移酶
        1.4.7 肉桂酰輔酶A還原酶
        1.4.8 肉桂醇脫氫酶
        1.4.9 漆酶/過氧化物酶
    1.5 木質素合成的調控網絡
        1.5.1 NAC轉錄因子
        1.5.2 MYB轉錄因子
        1.5.3 其他轉錄因子
        1.5.4 轉錄后調控
第二章 PBRMIR397A調控梨果實石細胞木質素合成
    2.1 材料方法
        2.1.1 試驗材料
        2.1.2 組織學分析
        2.1.3 果實中石細胞和木質素含量分析
        2.1.4 LAC基因的鑒定、序列比對及進化樹構建
        2.1.5 PbrLAC亞細胞定位
        2.1.6 RNA和DNA提取
        2.1.7 表達分析
        2.1.8 PbrmiR397a靶基因的預測及驗證
        2.1.9 瞬時轉化梨果實驗證PbrmiR397a和PbrLAC的功能
        2.1.10 轉化煙草植株及木質素分析
        2.1.11 轉基因煙草莖組織顯微鏡觀察
        2.1.12 SNP查找、順式元件預測、進化樹分析
        2.1.13 瞬時轉化葉片原生質體雙熒光素酶分析
        2.1.14 統(tǒng)計分析
        2.1.15 高分辨率溶解曲線
        2.1.16 基因登錄號
    2.2 結果分析
        2.2.1 石細胞的形成和木質素的合成主要在果實發(fā)育早期
        2.2.2 LAC基因進化樹分析及LAC在梨果實木質素生物合成中的關系
        2.2.3 PbrLACs和NbLACs是PbrmiR397a的靶標基因
        2.2.4 過量表達PbrmiR397a或者同時沉默PbrLAC1、2和18會減少果實木質素含量
        2.2.5 PbrmiR397a和PbrLACs在不同梨品種中序列和表達分析
        2.2.6 過量表達PbrmiR397a的轉基因煙草NbLAC的轉錄水平和木質素含量均下降
        2.2.7 鑒定梨果實石細胞含量的SNP標記開發(fā)
    2.3 討論
        2.3.1 運用miR397調控植物木質素含量
        2.3.2 植物激素可能調控miR397的表達水平
        2.3.3 梨果實中PbrLAC、PbrPOD和PbrUGT72E與木質素合成的關系
第三章 PBRMYB169調控梨果實石細胞木質素合成
    3.1 材料方法
        3.1.1 試驗材料
        3.1.2 RNA和DNA提取
        3.1.3 MYBs及木質素合成相關基因的共表達網絡分析
        3.1.4 PbrMYB169的克隆和生物信息學分析
        3.1.5 PbrMYB169亞細胞定位
        3.1.6 果實中石細胞和木質素含量分析
        3.1.7 基因表達量分析
        3.1.8 瞬時轉化葉片原生質體雙熒光素酶分析
        3.1.9 擬南芥轉化及生物量測定
        3.1.10 轉基因擬南芥木質素的分析
        3.1.11 轉基因擬南芥莖組織顯微鏡觀察
        3.1.12 統(tǒng)計分析
        3.1.13 基因登錄號
    3.2 結果分析
        3.2.1 梨果實發(fā)育過程中PbrMYB169與木質素合成相關基因共表達
        3.2.2 PbrMYB169的克隆及分析
        3.2.3 PbrMYB169是一個核蛋白
        3.2.4 梨果實發(fā)育過程中PbrMYB 169的表達量與石細胞形成呈正相關
        3.2.5 PbrMYB169與候選木質素合成基因的啟動子的互作
        3.2.6 過量表達PbrMYB169引起擬南芥矮化且異常沉積木質素
    3.3 討論
全文結論
創(chuàng)新點
參考文獻
發(fā)表論文和申請專利
致謝



本文編號：3735960