月季花瓣脱落转录组分析及RhIAA16基因响应脱落的功能分析

发布时间：2018-04-18 07:40

本文选题：月季 + 花瓣脱落　；参考：《中国农业大学》2016年博士论文

【摘要】：月季是世界范围最重要的商品花卉。花瓣脱落是影响月季花朵开放质量和观赏品质的重要因素。为了获得月季花瓣脱落的的功能基因组数据资源并更深入的了解月季花脱落的分子机制。使用Illumina测序方法对月季(Rose×chinensisJacq,'Gold Medal')不同开放阶段的花瓣离层部位进行高通量转录组测序,并筛选出一个影响花瓣脱落的AUX/IAA家族成员RhIAA16基因,对此基因进行表达特性及生化特性分析,并通过在易脱落的月季花品种‘萨曼莎'(Samantha)植株中进行瞬时沉默(VIGS)以及在模式植物拟南芥中过表达对其进行功能鉴定,探讨RhIAA16基因在月季花瓣脱落进程中的作用机理。研究主要获得以下结果：1)对月季花瓣离层进行了徒手切片、冷冻切片、电镜扫描等观察,结果表明不同阶段的花瓣离层细胞形态发生明显变化,纵向切片观察易脱落品种‘金秀娃’和不易脱落品种‘金奖章’在花朵开放1、3、5级时花瓣离层部位细胞形态显示：花瓣基部随着花瓣的展开逐渐变窄;花瓣基部与花托连接部位的横断面细胞逐渐变大。在脱落阶段,细胞内的填充物逐渐变少,细胞壁变薄,细胞之间的排列逐渐变松驰,并且这一细胞形态和结构上的变化与不同品种的花瓣的脱落特性密切相关。2)分别构建了月季花朵在不同开放阶段(GM1、GM3、GM5)的花瓣离层部位(花瓣基部与花托连接部位组织,约2mm2)的cDNA文库,并运用Illumina测序技术进行测序。总共获得75752884个reads,从头组装获得80226个唯一的转录本数据库,通过与其他蛋白数据库进行序列比对进一步获得了这些序列的注释,并根据这些转录本序列信息预测了生化途径与分子功能。3)对不同开放阶段的花瓣离层部位进行基因表达谱分析并筛选鉴定了2571个与脱落相关的转录本,其中包含了150个转录因子和173个蛋白激酶以及一些已报道响应脱落的基因。基因本体论(GO)和生化途径分析表明月季花瓣脱落可能与植物体内重要的激素生物合成和信号转导的调节、细胞壁水解酶合成与降解、稳定细胞蛋白和结构以及维持能量及碳源供应有关。4)RhIAA16在花瓣、花托、花萼、雄蕊、雌蕊、离层部位都有表达,在离层和雌蕊中表达量较高；RhIAA16在不同品种月季中离层的表达规律是在脱落发生的前个阶段表达量最高,即离层启动阶段表达量最高；在不同开放阶段的月季花瓣离层中,RhIAA16在离层启动阶段表达量最高,随后表达下调,进一步说明RhIAA16基因与离层的启动是相关的。5)RhIAA16拟南芥过表达株系与WT结果比较,发现早花2.4 d,但晚脱落2.7 d,同时在月季‘萨曼莎’幼苗的RhIAA16基因VIGS沉默植株中,与CK植株(TRV2空载)相比,花朵脱落时间提前5 d,结果显示RhIAA16具有延缓花瓣脱落的功能。本研究所获得的转录组序列可为月季花耐脱落育种提供宝贵的基因数据资源,并发掘了一批相关的候选基因和标记基因,为将来培育耐脱落的月季新品种奠定了工作基础。筛选出1个AUX/IAA家族成员基因RhIAA16,是与月季花瓣成熟脱落有关的,主要研究其在花瓣脱落进程中的作用机理,将为月季花期延长的种质资源改良提供候选基因。
[Abstract]:In order to obtain the functional genomic data resources of flower petals in different stages and to find out the molecular mechanism of flower petal shedding in the flower petals of Rosa chinensis Jacq , ' Gold Medal ' .
The expression of RhIAA16 was the highest in the former stage of shedding , that is , the highest expression level in the initiation phase of the release layer .
The results showed that RhIAA16 had the function of delaying the shedding of petals . The results showed that RhIAA16 had the function of delaying the shedding of petals . The results showed that RhIAA16 had a function of delaying the shedding of petals .

【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S685.12

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