无籽蜜柚糖累积及组分转化相关基因的鉴定及其在发育过程中的调控机制

发布时间：2021-05-17 03:09

　　无籽蜜柚（Citrus ’seedless’）现广泛种植于中国海南省,该品种的基本特征是成熟期表皮薄,果皮绿,无籽。本研究以无籽蜜柚汁胞为试材,对其物理指标和内含物进行了检测分析,发现在120～210DAF,由于储存物的累积导致果实重量增长率显著高于体积增长率。通过HPLC可溶性糖成分分析表明,阿拉伯糖在汁胞的早期发育中含量较高,而果糖、葡萄糖和蔗糖在汁胞成熟过程中含量显著增加。为深入挖掘糖组分转化的相关基因,结合糖组分转化模式,选取4个关键时期（60、120、180和240 DAF）的无籽蜜柚汁胞进行比较转录组分析,共得到38,981个unigenes,其中8,275个unigenes在发育过程中呈现差异表达。基于无籽蜜柚转录组数据,确定5个基因（UBC、ACT、OR23、DWA2、CYP21D）可作为无籽蜜柚汁胞qRT-PCR分析的内参基因。蔗糖是光合作用的最终产物,通过韧皮部运输到植物的非光合组织中,蔗糖的分解主要由蔗糖合酶（SUS）和蔗糖转化酶（INV）催化。为了探究SUS和INV基因家族在无籽蜜柚汁胞发育中的功能,本研究以无籽蜜柚为试材,基于拟南芥数据库中SUS和INV蛋白序... 

【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 导论
    1.1 柚子概述
    1.2 果实发育国内外研究现状
        1.2.1 果实生理功能研究现状
        1.2.2 蔗糖合成:SPS和SPP
        1.2.3 糖的积累代谢过程
        1.2.4 蔗糖代谢关键基因研究进展
        1.2.5 不同糖对糖代谢相关酶的影响研究进展
        1.2.6 有机酸代谢研究进展
        1.2.7 NF-Y转录因子家族研究进展
    1.3 高通量测序国内外研究概述
        1.3.1 转录组学概念
        1.3.2 转录组学在植物中研究进展
    1.4 内参基因
    1.5 研究目的与研究内容
    1.6 技术路线
2 无籽蜜柚生长发育和生理生化指标的动态变化
    2.1 材料
        2.1.1 试验仪器
        2.1.2 试验试剂
        2.1.3 试验材料
    2.2 试验方法
        2.2.1 生长发育动态指标测定
        2.2.2 蒽酮-浓硫酸比色法测定可溶性总糖
        2.2.3 考马斯亮蓝染色法测定可溶性蛋白
        2.2.4 酸碱滴定法测定有机酸
        2.2.5 液相色谱法测定各糖含量
    2.3 结果
        2.3.1 无籽蜜柚生长发育期动态物理及汁胞变化
        2.3.2 无籽蜜柚汁胞发育期含水量
        2.3.3 无籽蜜柚汁胞发育期可溶性蛋白变化及可滴定酸变化
        2.3.4 无籽蜜柚汁胞发育期可溶性淀粉变化
        2.3.5 无籽蜜柚汁胞发育期可溶性总糖变化
        2.3.6 无籽蜜柚汁胞发育期葡萄糖、果糖、蔗糖变化
    2.4 总结
3 转录组学及糖代谢部分相关基因的确定
    3.1 材料和方法
        3.1.1 试验仪器
        3.1.2 试验试剂
        3.1.3 试验材料
    3.2 试验方法
        3.2.1 建库测序方法与流程
        3.2.2 无籽蜜柚汁胞RNA的提取
        3.2.3 无籽蜜柚汁胞cDNA文库构建
        3.2.4 生物信息分析流程
        3.2.5 lllumina-Solexa深度测序
        3.2.6 序列注释
        3.2.7 unigenes的差异表达及基因数字表达分析
        3.2.8 内参基因筛选
        3.2.9 qRT-PCR技术
    3.3 结果与分析
        3.3.1 数字基因表达(DGE)文库的构建
        3.3.2 unigene组装及注释
        3.3.3 Unigene基础注释
        3.3.4 CDS及蛋白序列长度分布预测
        3.3.5 基因差异表达
        3.3.6 表达模式聚类结果分析
        3.3.7 内参结果分析
        3.3.8 糖代谢途径及部分相关基因表达模式
    3.4 总结
4 SUS、INV基因生物信息学及表达分析
    4.1 材料和方法
        4.1.1 Cg-SUS和Cg-INV基因的鉴定获取及染色体定位
        4.1.2 Cg-SUS和Cg-INV基因理化性质、进化树及内含子外显子结构分析
        4.1.3 Cg-SUS和Cg-INV蛋白功能结构域分析
        4.1.4 相关性分析
    4.2 结果与分析
        4.2.1 Cg-SUS和Cg-INV基因编码蛋白理化特性分析
        4.2.2 Cg-SUS和Cg-INV基因的分析及染色体定位
        4.2.3 Cg-SUS和Cg-INV基因蛋白进化树及内含子、外显子分析
        4.2.4 Cg-SUS和Cg-INV蛋白功能结构域分析
        4.2.5 qRT-PCR结果与各糖含量的相关性分析
    4.3 总结
5 CgNF-YB9基因克隆及烟草叶片瞬时表达
    5.1 材料和方法
        5.1.1 试验试剂
        5.1.2 试验材料
        5.1.3 质粒与菌株
        5.1.4 酶和生化试剂
    5.2 试验方法
        5.2.1 无籽蜜柚CgNF-YB基因家族数字表达谱分析
        5.2.2 CgNF-YB9同源转录子全长PCR
        5.2.3 线性化载体制备
        5.2.4 插入片段的获得
        5.2.5 重组反应
        5.2.6 重组产物转化
        5.2.7 重组产物鉴定
        5.2.8 阳性克隆菌落处理
        5.2.9 植物表达载体向农杆菌的转化
        5.2.10 烟草遗传转化及瞬时表达叶片的筛选与鉴定
        5.2.11 总RNA提取及反转录
        5.2.12 荧光定量PCR
    5.3 结果与分析
        5.3.1 CgNF-YB基因家族基因数字表达谱分析
        5.3.2 CgNF-YB9基因全长克隆及生物信息学分析
        5.3.3 基因表达载体构建
        5.3.4 重组产物转化
        5.3.5 植物表达载体向农杆菌转化
        5.3.6 烟草瞬时表达
    5.4 总结
6 讨论
    6.1 无籽蜜柚生理指标检测
    6.2 无籽蜜柚转录组学及部分相关基因确定
    6.3 SUS和INV生物信息学及表达分析
    6.4 CgNF-YB9功能分析
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]无籽蜜柚花果的生物学特征观察[J]. 张丹,李新国,罗丽华,安烁宇.  浙江林业科技. 2018(02)
[2]树干乙烯利处理对橡胶树叶片蔗糖代谢的影响[J]. 康秀晗,李欢,刘聪聪,王亚乐,张家豪,黄家权.  分子植物育种. 2018(13)
[3]套袋对‘马来西亚’蜜柚果实品质的影响[J]. 冯方茂,曾丽萍,姜成东,李雪青,关潇,刘香.  食品工业科技. 2017(17)
[4]转录组测序（RNA-seq）策略及其数据在分子标记开发上的应用[J]. 李小白,向林,罗洁,胡标林,田胜平,谢鸣,孙崇波.  中国细胞生物学学报. 2013(05)
[5]欧李果实发育期糖和酸组分及其含量的动态变化特性[J]. 王鹏飞,曹琴,何永波,杜俊杰.  西北植物学报. 2011(07)
[6]中国柚类产业现状与发展分析[J]. 郑淑娟,罗金辉.  广东农业科学. 2010(01)
[7]海南省澄迈县大力发展新品种“无籽蜜柚”——打造澄迈无籽蜜柚品牌[J]. 冷张玲.  中国果菜. 2007(06)
[8]马来西亚蜜柚引种表现与栽培要点[J]. 王祥和,何凡,陈业光,华敏,韩剑,李向宏.  热带农业科学. 2006(05)
[9]我国柚类及其研究概况[J]. 陈秋夏.  福建果树. 2004(04)
[10]果实中糖的运输、代谢与积累及其调控[J]. 陈俊伟,张上隆,张良诚.  植物生理与分子生物学学报. 2004(01)

博士论文
[1]毛白杨TIR-NBS类抗病相关PtDrl02基因启动子的结构与功能研究[D]. 郑会全.北京林业大学 2010



本文编号：3190952