国槐花色转录组学分析与花青苷积累关键基因功能验证

发布时间：2022-05-08 17:36

　　国槐（Sophora japonica L.）为蝶形花科（Papilionaceae）槐属落叶乔木,在我国已有3000多年的栽培历史。国槐的花瓣通常为白色或者浅黄绿色,单调的花色严重的限制了其观赏性。许多研究表明,国槐花瓣中富含黄酮、黄酮醇等物质,但其花瓣中是否含有花青苷?花青苷的种类和含量情况如何?针对这些问题的研究尚未见报道。本课题组经过多年的选育工作,筛选到了一棵粉花突变植株,该植株的旗瓣、翼瓣和龙骨瓣均为粉色,但关于该植株花色发生突变的原因尚不清楚。国槐花瓣中富含芦丁等黄酮类物质,而这些物质是花青苷合成的前体。因此,作者推测该突变植株花瓣中花青苷的含量或种类发生了变化导致了其花色转为粉色。为了证明该推测,本研究以国槐粉花突变（PM）不同时期的花瓣为研究材料,以相应时期的野生型（WT）的花瓣为对照,通过花青苷定性定量分析和转录组测序分析,挖掘了导致PM花色形成的关键基因,并对关键基因的CDS区进行克隆与功能验证。主要研究结果如下:（1）应用HPLC-DAD-MS~2技术测定国槐PM和WT四个时期花瓣中的花青苷与类黄酮的种类和含量。在PM和WT的花瓣中均检测到了两种花青苷和8种黄酮... 

【文章页数】：160 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 引言
    1.1 植物花色形成机理与花青苷生物合成调控
        1.1.1 花色形成机理
        1.1.2 花青苷生物合成通路中的关键酶与基因
        1.1.3 花青苷生物合成关键转录因子
        1.1.4 花青苷生物合成调控
    1.2 国槐花色研究进展
    1.3 该研究的目的意义及技术路线
        1.3.1 目的意义
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
2 国槐花瓣中花青苷组分分析
    2.1 材料与方法
        2.1.1 试验材料
        2.1.2 试验方法
    2.2 结果与分析
        2.2.1 花青苷与黄酮的定性分析
        2.2.2 花青苷与黄酮醇的定量分析
    2.3 讨论
        2.3.1 花青苷组成和花色的关系
        2.3.2 国槐花青苷生物合成通路
    2.4 小结
3 国槐不同花色的转录组学研究
    3.1 材料与方法
        3.1.1 试验材料
        3.1.2 试验方法
    3.2 结果与分析
        3.2.1 转录组测序RNA样本的质量检测与分析
        3.2.2 Unigene的组装结果分析
        3.2.3 Unigene功能注释
        3.2.4 DEGs表达分析
        3.2.5 国槐花青苷合成关键基因筛选
        3.2.6 转录数据q RT-PCR验证
    3.3 讨论
        3.3.1 国槐Sj DFR基因可能是PM花瓣中花青苷积累的关键基因
        3.3.2 国槐PM花青苷生物合成可能受到多种转录因子调控
        3.3.3 植物激素与光信号可能影响国槐中花青苷的合成
    3.4 小结
4 国槐DFR基因CDS克隆及功能验证
    4.1 材料及方法
        4.1.1 试验材料
        4.1.2 试验方法
    4.2 结果与分析
        4.2.1 国槐总RNA质量分析
        4.2.2 国槐SjDFR基因CDS全长序列克隆
        4.2.3 生物信息学分析
        4.2.4 国槐花青苷含量测定与SjDFR基因组织特异性表达分析
        4.2.5 国槐DFR亚细胞定位
        4.2.6 转SjDFR烟草鉴定及表型分析
        4.2.7 转基因烟草中SjDFR表达分析与总花青苷含量测定
    4.3 讨论
        4.3.1 国槐DFR蛋白保守性与进化分析
        4.3.2 国槐DFR蛋白功能结构域及底物特异性
        4.3.3 国槐DFR基因的表达特性
        4.3.4 DFR基因在观赏植物的呈色及花青苷合成途径中的作用
    4.4 小结
5 国槐PAP1 基因CDS克隆及功能验证
    5.1 材料及方法
        5.1.1 试验材料
        5.1.2 试验方法
    5.2 结果与分析
        5.2.1 国槐PAP1 基因CDS全长序列克隆
        5.2.3 国槐PAP1基因生物信息学分析
        5.2.4 SjPAP1组织特异性表达分析
        5.2.5 SjPAP1亚细胞定位
        5.2.6 SjPAP1基因功能验证
    5.3 讨论
        5.3.1 SjPAP1保守结构基序与进化分析
        5.3.2 SjPAP1表达组织特异性
        5.3.3 SjPAP1参与花青苷合成调控
    5.4 小结
6 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 该研究的创新点
    6.3 展望
参考文献
附录 A
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3652084