大花紫薇雄蕊瓣化关键基因挖掘
发布时间：2021-11-24 01:12
大花紫薇（Lagerstroemia speciosa）,千屈菜科紫薇属高大落叶或半落叶乔木,夏花繁茂,花大艳丽且花期长,广泛应用于园林绿化中,具有重要观赏价值。重瓣性是植物关键观赏性状之一,在紫薇属五十余种植物中,暂无重瓣花型的报道。本研究以新颖的重瓣大花紫薇植株为材料,在形态学观察和比较的基础上,对单瓣和重瓣大花紫薇（瓣化）雄蕊发育的三个阶段取样,利用RNA高通量测序技术比较两者转录组差异,筛选差异表达基因并利用WGCNA构建关键基因共表达网络,为大花紫薇乃至紫薇属植物花型研究和重瓣花分子育种奠定基础。本研究主要结果如下:（1）在重瓣大花紫薇中全部雄蕊瓣化,花药部位完全变异成瓣状组织。花器官解剖、花器官发育不同时期石蜡切片观察结果表明,大花紫薇的花器官发育按照常规由外轮到内轮依次分化的顺序,但其花瓣原基单独分化时间短,而后雄蕊和雌蕊同步分化,三者在心皮分裂至闭合后迅速共同生长发育至花朵成熟开放。花蕾直径约为0.3 cm时是雄蕊花药部位分化的关键时期。电镜扫描结果显示在重瓣花瓣和瓣化雄蕊中,表皮细胞壁被纹饰覆盖减小可能导致胞间连接性较单瓣花瓣降低。（2）单、重瓣大花紫薇转录组差异分析...
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１植物花器官决定的分子调控模型（ＴｈｅｉＢｅｎ、Ｍｅｌｚｅｒ等，２０１６）??Ｆｉｇ．?１－１?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ?ｍｏｄｅｌ?ｉｎ?ｆｌｏｒａｌ?ｏｒｇａｎ?ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ?（ＴｈｅｉＢｅｎ，?Ｍｅｌｚｅｒ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１６）??
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大花紫薇单瓣和重瓣花器官发育形态比较??瓣６枚，全部雄蕊瓣化，花药完全变异为瓣状结构，形态同花瓣但变小，花丝细小且??由白色变异为紫红色，有大量紫红色花色苷沉积，可见花瓣原始形状（图２－２），由此??导致其雄性不育但观赏价值大大提高，为雄蕊瓣化研宄提供了极佳的材料。??表２－１大花紫薇单瓣（Ｓ）和重瓣（Ｄ）植株性状对比??Ｔａｂｌｅ?２－１?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?Ｓ?ａｎｄ?Ｄ?ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓ??形态?ｍ?ｍ???当年生枝茎颜色?阳面紫红，阴面绿?紫红色??嫩茎?四棱，有枝翅?圆形，光亮??嫩叶?黄绿色（Ｙｅｌｌｏｗ－Ｇｒｅｅｎ?１４６Ａ）或偏紫红色（Ｒｅｄ－Ｐｕｒｐｌｅ?５９Ａ）??紫红??成熟叶面?粗糙?光亮??幼嫩组织被毛颜色白色糠粃状密毡毛?紫红色糠粃状密毡毛??花序梗颜色?绿色?紫红色??花梗颜色?绿色?紫红色??雄蕊?正常?全部瓣化??子房壁?薄?厚??花萼颜色?绿色（Ｇｒｅｅｎ?１３６Ｄ）?紫红色（Ｒｅｄ－Ｐｕｒｐｌｅ?５９Ａ）??萼爪?无?有（常４？６枚，花芽直径多０．３?ｃｍ时??较明显）??结实率?高，球形蒴果?几不结实??图２－１单瓣（Ｓ）和重瓣（Ｄ）大花紫薇花序对比??Ｆｉｇ．?２－１?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｓｉｎｇｌｅ?（Ｓ）?ａｎｄ?ｄｏｕｂｌｅ?（Ｄ）?ｆｌｏｗｅｒ?ｉｎｆｌｏｒｅｓｃｅｎｃｅ??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]大花紫薇与紫薇杂交F1群体表型评价及分子标记连锁分析[J]. 吴际洋,焦垚,叶远俊,鞠易倩,刘婷婷,梁晓涵,程堂仁,王佳,张启翔,潘会堂. 园艺学报. 2018(11)
[2]不同颜色蝴蝶兰花瓣表皮细胞形态差异比较[J]. 肖文芳,李佐,陈和明,吕复兵. 中国农学通报. 2017(07)
[3]纹瓣悬玲花花瓣表面的细微结构的扫描电镜观察[J]. 黄媛,毛娅,秦孝萍,陈丽,谭攀,张苗,卜贵军. 现代园艺. 2015(07)
[4]花色多态植物紫薇花部综合特征与繁育系统[J]. 刘龙昌,陶珂,景康康,王菲,司卫杰. 林业科学. 2015(01)
[5]紫薇几个表型性状的QTLs定位[J]. 贺丹,王晓娇,刘阳,蔡明,潘会堂,张启翔. 东北林业大学学报. 2014(07)
[6]荷花“重瓣化”的花器官形态发育比较观察[J]. 黄秀,田代科,张微微,曾宋君,莫海波. 植物分类与资源学报. 2014(03)
[7]紫薇×大花紫薇不同育性株系花粉生活力及柱头可授性对比分析[J]. 胡杏,鞠易倩,叶远俊,申建双,潘会堂,张启翔. 河南农业大学学报. 2014(02)
[8]尾叶紫薇与紫薇杂交后代花香气成分分析[J]. 徐婉,石俊,蔡明,潘会堂,张启翔. 西北植物学报. 2014(02)
[9]植物花芽分化研究进展[J]. 曲波,张微,陈旭辉,李楠,崔娜,李天来. 中国农学通报. 2010(24)
[10]重瓣花的形成机理及遗传特性研究进展[J]. 赵印泉,刘青林. 西北植物学报. 2009(04)
博士论文
[1]我国紫薇种质资源及其亲缘关系的研究[D]. 王献.北京林业大学 2004
硕士论文
[1]紫薇杂交后代的花色、AFLP及抗病分析[D]. 谢宪.山东农业大学 2017
[2]紫薇育种技术研究[D]. 聂硕.山东农业大学 2016
[3]榆叶梅花发育相关MADS-box基因克隆和表达模式研究[D]. 钟军珺.北京林业大学 2016
[4]四种紫薇属植物快繁与再生体系的建立[D]. 王轲.北京林业大学 2015
[5]紫薇微卫星标记开发及矮化性状的分子标记[D]. 刘阳.北京林业大学 2013
[6]锦葵科（Malvaceae L.）一些植物的形态解剖与园林应用探讨[D]. 刘伟军.福建农林大学 2009
[7]单瓣与重瓣紫花木槿花发育的细胞及分子生物学的比较研究[D]. 何利娟.北京林业大学 2006
[8]梅花重瓣性F1作图群体构建及分子标记初步分析[D]. 张金波.华中农业大学 2005
本文编号：3514994
【文章来源】：北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１植物花器官决定的分子调控模型（ＴｈｅｉＢｅｎ、Ｍｅｌｚｅｒ等，２０１６）??Ｆｉｇ．?１－１?Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ?ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ?ｍｏｄｅｌ?ｉｎ?ｆｌｏｒａｌ?ｏｒｇａｎ?ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ?（ＴｈｅｉＢｅｎ，?Ｍｅｌｚｅｒ?ｅｔ?ａｌ．，?２０１６）??
引言??１．５．３本研宄的技术路线??通过形态学方法分析大花紫薇雄蕊瓣化关键时期，石蜡切片观察单瓣和重瓣大花??紫薇花器官发育过程，扫描电镜观察比较两者瓣状器官表面细胞形态。比较单瓣和重??瓣大花紫薇不同花器官发育时期花蕾转录组，ＷＧＣＮＡ分析筛选雄蕊瓣化相关关键调??控基因，并通过ｑＲＴ－ＰＣＲ验证基因表达量。以此试图分析大花紫薇雄蕊瓣化关键基??因调控网络和花发育同源基因调控模型，克隆关键花器官发育调控基因并转化至拟南??芥中，从而初步阐释大花紫薇雄蕊瓣化关键基因在转录水平的调控作用，为进一步探??讨关键基因功能奠定基矗本研究技术路线如图１－２所示。??私艰Ｃｊｉｆ（瓣（Ｄ＞??人花紫澉???；￣卜■?Ｉ????１?」?????ｘ???分析人花紫版雄蕊＊Ｈｔ又铤时１８Ｊ??Ｉ?￣￣??ｓ＇ｊＤｍ＆ｕａ??时丨ｔ＞ｍ：必ｉｕｔ较分析??１?￣??ＷＧＣＮＡ分祈筛选??雄蕊瓣化又链调拉站Ｗ??广?曹??ｑＲＴ－ＰＣＲ验?ｉｌｌ：??Ｔ????｜?＾???人花紫热＾＆耵化又？址?｜?ｘ赃￥．ｉ．ｒ肋嘗Ｎ?？；；：Ｒ??敁选坫丨４閟拧ｍ洛?ｊ??Ｉ?｜?拟ｉｗ汴迪丨化??人花紫想花发源?Ｉ????￣１???Ｉ???仞少刚抒人花紫啟雄蕊酚化Ｘ；？铤??的；Ａ／ＫＴ：的及达调拧作川??图１－２本研宄技术路线??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ?ｍａｐ?ｉｎ?ｔｈｉｓ?ｒｅｓｅａｒｃｈ??９??
大花紫薇单瓣和重瓣花器官发育形态比较??瓣６枚，全部雄蕊瓣化，花药完全变异为瓣状结构，形态同花瓣但变小，花丝细小且??由白色变异为紫红色，有大量紫红色花色苷沉积，可见花瓣原始形状（图２－２），由此??导致其雄性不育但观赏价值大大提高，为雄蕊瓣化研宄提供了极佳的材料。??表２－１大花紫薇单瓣（Ｓ）和重瓣（Ｄ）植株性状对比??Ｔａｂｌｅ?２－１?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?Ｓ?ａｎｄ?Ｄ?ｐｈｅｎｏｔｙｐｅｓ??形态?ｍ?ｍ???当年生枝茎颜色?阳面紫红，阴面绿?紫红色??嫩茎?四棱，有枝翅?圆形，光亮??嫩叶?黄绿色（Ｙｅｌｌｏｗ－Ｇｒｅｅｎ?１４６Ａ）或偏紫红色（Ｒｅｄ－Ｐｕｒｐｌｅ?５９Ａ）??紫红??成熟叶面?粗糙?光亮??幼嫩组织被毛颜色白色糠粃状密毡毛?紫红色糠粃状密毡毛??花序梗颜色?绿色?紫红色??花梗颜色?绿色?紫红色??雄蕊?正常?全部瓣化??子房壁?薄?厚??花萼颜色?绿色（Ｇｒｅｅｎ?１３６Ｄ）?紫红色（Ｒｅｄ－Ｐｕｒｐｌｅ?５９Ａ）??萼爪?无?有（常４？６枚，花芽直径多０．３?ｃｍ时??较明显）??结实率?高，球形蒴果?几不结实??图２－１单瓣（Ｓ）和重瓣（Ｄ）大花紫薇花序对比??Ｆｉｇ．?２－１?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｂｅｔｗｅｅｎ?ｓｉｎｇｌｅ?（Ｓ）?ａｎｄ?ｄｏｕｂｌｅ?（Ｄ）?ｆｌｏｗｅｒ?ｉｎｆｌｏｒｅｓｃｅｎｃｅ??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]大花紫薇与紫薇杂交F1群体表型评价及分子标记连锁分析[J]. 吴际洋,焦垚,叶远俊,鞠易倩,刘婷婷,梁晓涵,程堂仁,王佳,张启翔,潘会堂. 园艺学报. 2018(11)
[2]不同颜色蝴蝶兰花瓣表皮细胞形态差异比较[J]. 肖文芳,李佐,陈和明,吕复兵. 中国农学通报. 2017(07)
[3]纹瓣悬玲花花瓣表面的细微结构的扫描电镜观察[J]. 黄媛,毛娅,秦孝萍,陈丽,谭攀,张苗,卜贵军. 现代园艺. 2015(07)
[4]花色多态植物紫薇花部综合特征与繁育系统[J]. 刘龙昌,陶珂,景康康,王菲,司卫杰. 林业科学. 2015(01)
[5]紫薇几个表型性状的QTLs定位[J]. 贺丹,王晓娇,刘阳,蔡明,潘会堂,张启翔. 东北林业大学学报. 2014(07)
[6]荷花“重瓣化”的花器官形态发育比较观察[J]. 黄秀,田代科,张微微,曾宋君,莫海波. 植物分类与资源学报. 2014(03)
[7]紫薇×大花紫薇不同育性株系花粉生活力及柱头可授性对比分析[J]. 胡杏,鞠易倩,叶远俊,申建双,潘会堂,张启翔. 河南农业大学学报. 2014(02)
[8]尾叶紫薇与紫薇杂交后代花香气成分分析[J]. 徐婉,石俊,蔡明,潘会堂,张启翔. 西北植物学报. 2014(02)
[9]植物花芽分化研究进展[J]. 曲波,张微,陈旭辉,李楠,崔娜,李天来. 中国农学通报. 2010(24)
[10]重瓣花的形成机理及遗传特性研究进展[J]. 赵印泉,刘青林. 西北植物学报. 2009(04)
博士论文
[1]我国紫薇种质资源及其亲缘关系的研究[D]. 王献.北京林业大学 2004
硕士论文
[1]紫薇杂交后代的花色、AFLP及抗病分析[D]. 谢宪.山东农业大学 2017
[2]紫薇育种技术研究[D]. 聂硕.山东农业大学 2016
[3]榆叶梅花发育相关MADS-box基因克隆和表达模式研究[D]. 钟军珺.北京林业大学 2016
[4]四种紫薇属植物快繁与再生体系的建立[D]. 王轲.北京林业大学 2015
[5]紫薇微卫星标记开发及矮化性状的分子标记[D]. 刘阳.北京林业大学 2013
[6]锦葵科（Malvaceae L.）一些植物的形态解剖与园林应用探讨[D]. 刘伟军.福建农林大学 2009
[7]单瓣与重瓣紫花木槿花发育的细胞及分子生物学的比较研究[D]. 何利娟.北京林业大学 2006
[8]梅花重瓣性F1作图群体构建及分子标记初步分析[D]. 张金波.华中农业大学 2005
本文编号：3514994
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