【摘要】：近年來(lái),隨著科研的不斷深入,研究者發(fā)現(xiàn)植物葉色突變體不僅是研究葉綠素合成代謝等生理機(jī)制的理想材料,還能被當(dāng)做標(biāo)記性狀應(yīng)用于雜交種生產(chǎn)。本文以青梗菜黃化突變體'564Y'和野生型'564'為試驗(yàn)材料,對(duì)突變體和野生型的生長(zhǎng)勢(shì)變化,植物學(xué)特征和細(xì)胞學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,測(cè)定了兩者在細(xì)胞色素、光合作用參數(shù)、葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)上的差異;利用第二代測(cè)序技術(shù)對(duì)黃化突變體和野生型葉片轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行了深度測(cè)序,探討可能參與黃化葉片形成的代謝通路和途徑。主要研究結(jié)果如下:1.在苗期,黃化突變體'564Y'葉片就表現(xiàn)為黃色,與野生型的綠色形成鮮明對(duì)比。在同時(shí)期,'564'的植株展開(kāi)度、第三片真葉的葉長(zhǎng)、葉寬均大于'564Y'。'564'的干重、鮮重指標(biāo)均顯著高于'564Y','564Y'下胚軸長(zhǎng)度顯著高于野生型'564'。2.葉片色素含量分析表明,'564Y'的葉綠素a含量和類(lèi)胡蘿卜素含量都顯著低于'564',葉綠素b含量雖也低于'564',但兩者相差不顯著。在對(duì)野生型和突變體植株進(jìn)行光合參數(shù)測(cè)定和熒光動(dòng)力學(xué)參數(shù)測(cè)量發(fā)現(xiàn),'564Y'進(jìn)行光合作用的能力顯著低于'564',在細(xì)胞內(nèi)部進(jìn)行電子傳遞能力變?nèi)?把光能轉(zhuǎn)換成能其他能量的效率也顯著降低。3.葉綠體超微結(jié)構(gòu)分析表明,相對(duì)于野生型,突變體葉肉細(xì)胞中的葉綠體排列松散,類(lèi)囊體發(fā)育出現(xiàn)異常,基質(zhì)和基粒數(shù)目減少,堆疊層數(shù)減少。4.利用第二代測(cè)序技術(shù)對(duì)'564Y'和'564'葉片轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行深度測(cè)序,共得到了 2958個(gè)差異表達(dá)基因,顯著富集到78條GO terms,顯著富集的Pathway途徑有35條。在差異表達(dá)基因中,其中有9個(gè)為葉綠素合成途徑的基因,Bra031690,Bra012595,Bra005677,Bra022628,Bra026410,Bra032155,Bra039206,Bra029875,Bra012511,1個(gè)與光合作用相關(guān)的基因Bra038011,推測(cè)以上基因可能參與了葉片黃化性狀的形成。最后選取12個(gè)差異表達(dá)基因進(jìn)行qRT-PCR分析,證實(shí)了轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的可信度高,能夠進(jìn)行后續(xù)的研究分析。
[Abstract]:In recent years, with the deepening of scientific research, the researchers found that leaf color mutants are not only ideal materials for studying physiological mechanisms such as chlorophyll biosynthesis, but also can be used as markers for hybrid production. In this paper, the growth potential, botanical characteristics and cytological structure of the mutant and wild type were studied, and the cytochrome and photosynthesis parameters were determined. The difference of chlorophyll fluorescence kinetic parameters and the deep sequencing of yellowing mutants and wild-type leaf transcriptome were carried out by using the second generation sequencing technique to explore the metabolic pathways and pathways that might be involved in the formation of yellowing leaves. The main results are as follows: 1. At seedling stage, yellow leaves of yellow mutants were yellow, contrasted with wild type green. At the same time, the length and width of the third true leaf were larger than the dry weight of the wild type, and the fresh weight index was significantly higher than that of the wild type. The analysis of pigment content in leaves showed that the content of chlorophyll a and carotenoid were significantly lower than that of H564Y', and the content of chlorophyll b was lower than that of C564Y', but there was no significant difference between them. The photosynthetic parameters and fluorescence kinetic parameters of wild type and mutant plants were measured. It was found that the ability of photosynthesis was significantly lower than that of H564Y', and the ability of electron transport in the cells became weaker. The efficiency of converting light energy into other energies is also significantly reduced by .3. The ultrastructural analysis of chloroplast showed that the chloroplast arrangement in mesophyll cells was loosely arranged, thylakoid development was abnormal, the number of matrix and grana was decreased, and the number of stacking layers was decreased. A total of 2958 differentially expressed genes were obtained by deep sequencing of the transcriptome of 564 'and 564' leaves by the second generation sequencing technique. The differentially expressed genes were significantly enriched to 78 go termsand 35 Pathway pathways were significantly enriched. Among the differentially expressed genes, there are 9 genes Bra012595- Bra012595- Bra012595- Bra00567- Bra026410- Bra026410- Bra032155- Bra039206Bra039206Bra029875- Bra01212511, one of which is related to photosynthesis, Bra03808011. it is suggested that the above genes may be involved in the formation of leaf yellowing traits. Finally, 12 differentially expressed genes were selected for qRT-PCR analysis, which confirmed that the transcriptome data were reliable and could be used for further analysis.
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：S634.3

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本文編號(hào)：2177514