本文關(guān)鍵詞：基于轉(zhuǎn)錄組比較的牡丹開花時(shí)間基因發(fā)掘，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：牡丹Paeonia section Moutan)是中國的傳統(tǒng)名花,延長花期是發(fā)展中長期面臨的挑戰(zhàn)。相對大多數(shù)品種一年一次開花,個(gè)別品種能夠在春季開花后當(dāng)年秋季再次開花。這種一年二次開花的特性為延長牡丹開花期提供了一個(gè)極具潛力的途徑。然而,有關(guān)牡丹二次開花的分子機(jī)制尚不清楚。本文以二次開花牡丹P. × lemoinei'High Noon'與一次開花的P. ×suffruticosa'洛陽紅’為研究對象,通過轉(zhuǎn)錄組測序、生物信息學(xué)、表達(dá)分析和轉(zhuǎn)基因方法,比較二者成花過程中與開花時(shí)間相關(guān)基因的表達(dá)差異,分析二次開花發(fā)生原因及相關(guān)基因的調(diào)控功能,為闡明牡丹的二次開花分子機(jī)制提供依據(jù)。主要結(jié)果包括：1.通過對'High Noon'和‘洛陽紅’開花特性的研究,解析了二者的花芽分化進(jìn)程及其差異,確定了成花誘導(dǎo)發(fā)生的具體時(shí)期。'High Noon’一年發(fā)生二次成花轉(zhuǎn)變：次發(fā)生在6月導(dǎo)致秋季二次開花,另一次發(fā)生在8月誘導(dǎo)第二年的春季開花。2.利用Solexa/Illumina高通量測序技術(shù)對'High Noon’和‘洛陽紅’混合花芽分別進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組測序,獲得有效序列4,627,059,840 nt和4,874,739,300 nt,序列經(jīng)過組裝得到Unigene 63,962和59,275條,平均長度為699 nt和698 nt。3.對'High Noon'和‘洛陽紅’成花誘導(dǎo)期的花芽進(jìn)行定量RNA-Seq測序,通過轉(zhuǎn)錄組比較,共獲得16,764個(gè)差異表達(dá)基因,從中篩選出與與開花時(shí)間決定相關(guān)的8個(gè)差異基因：PsGA20OX, PsGID1、PsCO、PsGI、PsFRI、PsVIN3、PsSOCl、和 PsFT。4.通過qRT-PCR技術(shù),分析了8個(gè)差異表達(dá)基因在'High Noon'和‘洛陽紅’花芽形成過程中的周年表達(dá)模式,發(fā)現(xiàn)其中PsFT, PsVIN3, Ps( O和PsGA20OX4個(gè)基因在'High Noon'在秋季開花過程呈現(xiàn)顯著的上調(diào)表達(dá)以及相似的表達(dá)規(guī)律,表明其與秋季二次開花密切相關(guān)。5.對PsFT和PsSOCl進(jìn)行了轉(zhuǎn)基因功能分析,結(jié)果表明,過表達(dá)PsFT基因顯著促進(jìn)擬南芥提早開花,開花天數(shù)較野生型擬南芥提前了14天；過表達(dá)PsSOCl基因?qū)M南芥開花時(shí)間無顯著影響。綜上所述,本研究得出主要結(jié)論：'High Noon’一年二次開花是由于二次成花誘導(dǎo)決定的,PsVIN3, PsCO和PsGA20OX耦合PsFT基因在第二次成花誘導(dǎo)和花芽形成過程中高量表達(dá),從而誘導(dǎo)'High Noon'的秋季開花。本研究構(gòu)建了高質(zhì)量的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫,獲得了候選功能基因,為牡丹花期改良提供了豐富的基因資源,為進(jìn)一步揭示牡丹開花時(shí)間調(diào)控機(jī)制奠定了基礎(chǔ),具有重要的理論和實(shí)踐意義。
【關(guān)鍵詞】：牡丹 成花誘導(dǎo) 開花時(shí)間 轉(zhuǎn)錄組 PsFT
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S685.11
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 英文縮略表8-11
• 1. 引言11-31
• 1.1 植物開花時(shí)間調(diào)控機(jī)理研究現(xiàn)狀11-20
• 1.1.1 光周期途徑14-15
• 1.1.2 春化途徑15-17
• 1.1.3 自發(fā)途徑17-18
• 1.1.4 赤霉素途徑18-20
• 1.2 牡丹花期及其調(diào)控研究進(jìn)展20-23
• 1.2.1 牡丹自然花期及其變化20-21
• 1.2.2 環(huán)境因素對牡丹花期的影響與調(diào)控21-22
• 1.2.3 牡丹花期調(diào)控的分子基礎(chǔ)22-23
• 1.3 開花基因發(fā)掘方法與二代高通量測序技術(shù)23-29
• 1.4 本研究目的意義及技術(shù)路線29-31
• 2. 牡丹花芽發(fā)育階段的觀察與確定31-39
• 2.1 材料與方法31
• 2.1.1 材料31
• 2.1.2 試驗(yàn)方法31
• 2.2 結(jié)果與分析31-37
• 2.2.1 'High Noon'的開花特性與形態(tài)解剖觀察31-34
• 2.2.2 ‘洛陽紅’的開花特性與形態(tài)解剖觀察34-36
• 2.2.3 'High Noon'和‘洛陽紅’的年生長周期36-37
• 2.3 討論37-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 3. 牡丹花芽轉(zhuǎn)錄組分析與基因發(fā)掘39-77
• 3.1 材料與方法39-44
• 3.1.1 試驗(yàn)材料39
• 3.1.2 試驗(yàn)方法39-44
• 3.2 結(jié)果與分析44-70
• 3.2.1 花芽轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果44-52
• 3.2.2 定量RNA-Seq分析結(jié)果52-55
• 3.2.3 差異表達(dá)基因分析55-59
• 3.2.4 二次開花相關(guān)候選基因篩選59-63
• 3.2.5 測序數(shù)據(jù)驗(yàn)證63-65
• 3.2.6 候選基因的周年表達(dá)模式分析65-70
• 3.3 討論70-75
• 3.3.1 'High Noon'的二次開花及其分析70
• 3.3.2 牡丹花芽轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫70-72
• 3.3.3 候選基因與開花調(diào)控途徑72-74
• 3.3.4 牡丹秋季二次開花基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)74-75
• 3.4 本章小結(jié)75-77
• 4 PsFT和PsSOC1基因轉(zhuǎn)化擬南芥功能驗(yàn)證77-101
• 4.1 材料與方法77-81
• 4.1.1 試驗(yàn)材料77
• 4.1.2 試驗(yàn)方法77-81
• 4.2 結(jié)果與分析81-98
• 4.2.1 PsFT基因的全長cDNA克隆及分析81-85
• 4.2.2 PsFT組織特異性表達(dá)分析85-86
• 4.2.3 PsFT基因?qū)η锛径伍_花的影響86-87
• 4.2.4 PsFT基因超表達(dá)擬南芥表型分析87-92
• 4.2.5 PsSOC1基因的全長cDNA克隆及分析92-95
• 4.2.6 PsSOC1超表達(dá)擬南芥表型分析95-98
• 4.3 討論98-100
• 4.3.1 PsFT基因功能和對開花的調(diào)控98
• 4.3.2 PsFT基因在秋季二次開花中的作用98-99
• 4.3.3 PsSOC1基因功能和對開花的調(diào)控99-100
• 4.4 本章小結(jié)100-101
• 5 全文總結(jié)及研究展望101-105
• 5.1 主要結(jié)果及其意義101-102
• 5.2 研究創(chuàng)新點(diǎn)102
• 5.3 研究展望102-105
• 參考文獻(xiàn)105-115
• 附錄：Unigene序列115-123
• 個(gè)人簡介123-125
• 獲得的研究成果125-127
• 導(dǎo)師簡介127-129
• 致謝12

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  本文關(guān)鍵詞：基于轉(zhuǎn)錄組比較的牡丹開花時(shí)間基因發(fā)掘，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：384956