红豆杉培养细胞的转录组学研究及相关差异表达基因的功能研究

发布时间：2020-07-31 15:10

【摘要】：红豆杉含有天然抗癌药物紫杉醇,具有很高的药用价值。为了获得足够的药物原料,越来越多的研究关注在红豆杉形成层干细胞的人工培养上,因为这种细胞具有有更强的细胞分裂活性和遗传稳定性,有利于组织培养工程和发酵工程培养。本文通过转录组测序技术,将长期继代的形成层干细胞、以及刚诱导培养分离的形成层干细胞与脱分化体细胞进行转录组学测序,分析差异基因表达,从而寻找能够决定植物干细胞活性的关键基因。依托转录组数据,通过分析差异表达基因的功能富集性分析,我们发现形成层干细胞与脱分化体细胞具有明显不同的基因表达模式,形成层干细胞中的干性决定基因的表达水平高,而决定分化的基因在体细胞内表达水平更高。通过对差异表达基因的筛选,我们从中挑选了Unigene0023853、Unigene0024710、Unigene0025861、Unigene0042047四个基因进行深入的生物学功能研究。构建拟南芥背景的转基因植物,通过观察表型、石蜡切片来分析探究这些基因对干细胞维持与生长发育的影响。结果显示,在所研究的4个基因中,Unigene0023853、Unigene0024710、Unigene0042047可以显著影响到拟南芥相关组织和器官的生长发育,其中Unigene0024710可能参与到调控茎尖分生组织和维管形成层的发育调节中。红豆杉的转录组研究尚未兴起,大量的基因组学信息尚未挖掘,本研究对其进行转录组测序,丰富了红豆杉属物种的转录组学数据,为进一步研究红豆杉这一重要药用植物提供了参考。
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S791.49
【图文】：

东北红豆杉,形态特征

雄球花是圆球形有梗，底部有苞片呈瓦片状排列。雌球花无梗，基部逡逑苞片呈覆瓦状，胚珠下方有珠托，受精后的珠托可以发育成假种皮。种子成熟逡逑后，外面包裹一层肉质假种皮。图１－１是典型东北红豆杉的形态特征。红豆杉逡逑属有１１个种，全球多个地方都有分布，共有４种Ｉ变种的红豆杉属植物分布逡逑在我国的华北、华中、东北、华南及华东地区等地区。因为该属植物对生长的环逡逑境有较为苛刻的要求，所在在物种分布上收到制约。本文研宄所用的红豆杉是曼逡逑地亚红豆杉（Ｔａｘｕｓ邋ｍｅｄｉａ），这一种是天然的杂交品种，在世界范围内均有广泛逡逑分布。逡逑\l，逡逑？邋ｄ３邋１邋丨逡逑＾逦ａ．雄球花枝邋Ｂｒａｎｅｈｌｅｔｓ邋ｂｅａｒｉｎｇ邋ｐｏｌｌｅｎ邋ｓｌｒｕｂｉｌｉ逡逑ｈ．种子枝邋Ｂｒ0丨丨ｃｌｉ丨ｅｔｓ邋ｂｅａｎ丨丨ｙ邋ｉｎｅｇａｓｔ丨．ｏｂｉｌｉ逡逑ｔ邋ｃ．邋球花邋Ｕｎｏｐｅｎｅｄ邋ｐｏｌｌｅｎ邋ｓｔｒｏｈｉｌｕｓ逡逑ｙ邋ｄ邋假种皮邋Ｍｅｇａｓ丨丨ｏｂｉｌｕｓ邋ａｎｄａｎｌ逡逑ｅ邋近轴叶曲？邋Ａｄａｘｉａ丨丨ｃａｆ邋ｓｕｒｆａｃｅ逡逑图１－１东北红豆杉的形态特征⑴逡逑图邋１－１邋Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ邋ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ邋ｏｆ邋Ｔａｘｕｓ邋ｃｕｓｐｉｄａｔａ逡逑１．１．２红豆杉属植物的主要药理学作用和其成分逡逑在１８５６年，科学豕首次从红＿ａ杉中提取得到一种喊性成分，并命名为逡逑ＴａＸｉｎｅ［２］。随后的１９７１年，Ｗａｎｉ等人做了进一步的研宄，将紫杉醇从红豆杉中逡逑纯化得到，并证明这是一种新型的天然的抗肿瘤化合物ｔ３］。经过了系统的药理逡逑学研究

维管组织,赤霉素,形成层,木质部

Ｖ邋＿逦＿逦＿逡逑图１－２维管组织的结构和发育ＰＩ逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ａｎｄ邋ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ邋ｏｆ邋ｖａｓｃｕｌａｒ邋ｔｉｓｓｕｅ逡逑在形成层的发育过程中，ＣＬＥＷ，和和７Ｔ？／？以及ｆｆＱＡＶ在其中起着重要作用。逡逑和可以促进调节７Ｐ／？的表达，从而影响ＰｆＯＷ的表达量，而ＷＯＸ４逡逑对形成层维持有着非常重要的作用。此外ＳＴＭ途径也有参与到木质部的形成和逡逑分化过程中。另外乙烯和赤霉素对维管组织有着重大的影响。逡逑ＫｍｐＰｉ邋（ｒ＾）邋一邋卿—＿、逦ＣＬＥ４１逡逑１逦ｃａｍｂｉａｌ邋—灥４逦ＣＬＥ４４逡逑ｆ逦ｖ邋ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ邋ＷＯＸ１４逡逑ＵＳ：⑷逦ｃ：ａｕｘｉｎ逡逑Ｔｉ逡逑ｅｔｈｙｌｅｎｅ—／／逦／逡逑ＧＡ邋—？＞ｌ邋ａｃｔｉｖｉｔｙ；逡逑图１－３维管组织中的分子调控＾逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－３邋Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ邋ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ邋ｉｎ邋ｖａｓｃｕｌａｒ邋ｔｉｓｓｕｅ逡逑７逡逑

维管组织

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【参考文献】