窄冠型杨树分枝相关基因的筛选和功能验证
[Abstract]:The branching and development of plants is a complex biological process, which is regulated by many factors, such as heredity, hormone, environment and nutrition, etc., which plays an important role in plant morphogenesis. In grasses such as rice and corn, the number of tillers is directly related to the yield of the crop; in woody plants, branch development affects the economic efficiency and wood properties of woody plants, It plays an important role in plant type development and ecological establishment of forest trees. Based on the characteristics of narrow crown black and white poplar with small width and many branches, the transcriptional groups of axillary buds of narrow crown black and white poplar and Zhonglin 2025 poplar during early spring germination were constructed, and the differentially expressed genes affecting narrow crown and wide crown poplar were found. To reveal the expression pattern of branching-related genes in narrow crown and wide crown poplar and to construct the hormone regulation pathway for branch development. At the same time, the key transduction enzymes -D14 伪, 尾 -hydrolase and auxin polar transport pathway were cloned, and the overexpression vector was constructed to study the role of PopD14 and PopPIN1 in branching development. It provides a molecular basis for the further study of the related genes and hormone regulation mechanism of poplar branch development, and lays a theoretical foundation for revealing the regulation mechanism of woody plant branching development. The main conclusions are as follows: 1: 1, 198200000 clean read. were obtained by transcriptome sequencing. Using the BLAST tool to compare the reference genome of each library with the reference genome of Populus tomentosa, 112900000 reads can be matched with the reference genome of 480m. 56.96% (53.30%) of the total reads contained 105700000 pieces (53.30%) of reads matched with the genome of Populus tomentosa. The functional annotation of differentially expressed genes obtained by transcriptome sequencing was carried out. A total of 3353 differentially expressed genes were annotated in the database. 3353 genes were annotated into Nr database, 2805 genes were annotated into GO database in GO database, 1389 genes were annotated into COG database. In the KEGG database, 520 genes were annotated into 101 metabolic or signaling pathways. The KEGG pathway related to hormone regulation was plant hormone signal transduction (plant hormone signal transduction ko04075 (265.00%), terpene metabolized (tryptophan metabolism ko00500 (81.54%) and ABC transport (ABC transport ko02010 (10.19%) .Through high-throughput sequencing, differentially expressed genes regulating branching development were obtained, and the differentially expressed genes were found to be involved in auxin response. Hormone signaling pathway, auxin polar transport and auxin biosynthesis are involved in the regulation of poplar branch development. This study also provides a molecular basis for the study of poplar branching development. In this study, qRT-PCR technique was used to verify the expression of 11 genes randomly selected by hormones involved in poplar branch development. The results showed that there were 10 genes consistent with the RPKM value of transcriptome, and 5 key genes involved in branching development were selected to study the expression of different tissues. The results showed that the other four genes except PIN1 were highly expressed in axillary buds. The gene of Hippogolide signal transduction D14 and auxin polarity transport vector PIN1 were cloned. The results showed that the total length of 1169 bp, of PopD14 contained a ORF region of 1122 bp, encoding 374 amino acids. Homology alignment and phylogenetic tree analysis showed that the homology of PopD14 gene with Jatropha curcas and Castor communis was the highest. The total length of PopPIN1 was 1920 bp, which contained a 1860 bp ORF, encoding 620-amino acid residues. Phylogenetic tree analysis showed that PopPIN1 had the closest phylogenetic relationship with Jatropha curcas and castor.
【学位授予单位】:山东农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S792.11
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,本文编号:2223935
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