茶树种子脱水敏感性机制及LEA蛋白的鉴定与表达分析

发布时间：2023-07-27 08:50

　　茶树种子是茶树本身自然繁殖的后代,贮藏着完整的遗传信息,作为保存材料具有携带、运输及贮藏方便等优点,但由于其对干燥脱水和低温贮藏的敏感性,导致长期贮藏保存具有较大困难。因此,很有必要开展茶树种子脱水敏感性机制研究。迄今,相关研究主要集中在细胞、生理、生化等水平上,有关分子方面的研究报道甚少。因此,本文选用3个不同干燥脱水处理时期的茶树品种‘鄂茶1号’成熟种子胚为研究材料,采用RNA-Seq高通量测序技术挖掘种子脱水敏感性关键基因;基于测序结果,采用隐马尔可夫模型(HMM)在全基因组水平上对茶树胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA)基因家族成员进行鉴定和特性分析,挖掘可能参与茶树生长发育、非生物逆境胁迫(低温、高温、干旱、ABA)及种子脱水(成熟、干燥)过程的相关CsLEA基因。主要研究结果如下:1.成熟茶树种子随着干燥脱水处理时间的延长,萌发率和萌发指数呈现逐渐下降趋势,相对电导率呈现逐渐上升趋势;含水量脱至7.7%时,种子完全丧失活力。由此可见,茶树种子对干燥脱水极为敏感,属于典型的顽拗性种子。2.通过转录组测序,获得100628270条Clean reads,经de novo组装得到919...

【文章页数】：108 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 植物种子保存技术研究进展
        1.1.1 正常性种子保存技术
        1.1.2 顽拗性种子保存技术
    1.2 植物种子脱水耐性的形成机制
        1.2.1 细胞去分化和代谢关闭
        1.2.2 重新水合过程中的修复机制
        1.2.3 种子脱水耐性与抗氧化系统
        1.2.4 种子脱水耐性与保护性物质
    1.3 植物LEA蛋白研究进展
        1.3.1 LEA蛋白的分类
        1.3.2 LEA基因的表达调控
        1.3.3 LEA蛋白的功能
    1.4 本研究的目的和意义
第二章 顽拗性茶树种子脱水敏感性机制研究
    引言
    2.1 材料和方法
        2.1.1 实验材料及干燥脱水处理
        2.1.2 主要仪器
        2.1.3 种子含水量测定
        2.1.4 种子萌发率和萌发指数测定
        2.1.5 种子相对电导率测定
        2.1.6 茶树种子总RNA的提取与检测
        2.1.7 茶树种子转录组文库的构建、测序与组装
        2.1.8 茶树种子转录组Unigenes的功能注释与编码蛋白框预测
        2.1.9 茶树种子表达谱文库的构建、测序与比对分析
        2.1.10 茶树种子表达谱中差异表达基因的筛选与GO、KEGG富集分析
        2.1.11 实时荧光定量PCR验证
    2.2 结果与分析
        2.2.1 干燥脱水处理对茶树种子含水量、萌发率及萌发指数的影响
        2.2.2 干燥脱水处理对茶树种子细胞膜透性的影响
        2.2.3 茶树种子总RNA提取质量评估
        2.2.4 茶树种子响应干燥脱水处理的转录组测序结果分析
        2.2.5 茶树种子响应干燥脱水处理的数字基因表达谱结果分析
        2.2.6 响应茶树种子干燥脱水处理的ABA生物合成及信号转导基因
        2.2.7 响应茶树种子干燥脱水处理的转录因子基因
        2.2.8 响应茶树种子干燥脱水处理的抗氧化酶和渗透调节物质代谢基因
        2.2.9 候选差异表达基因的实时荧光定量验证
    2.3 讨论
第三章 茶树LEA基因家族的全基因组鉴定及表达分析
    引言
    3.1 材料和方法
        3.1.1 植物材料与胁迫处理
        3.1.2 主要仪器
        3.1.3 茶树LEA基因家族成员的鉴定
        3.1.4 茶树LEA基因的理化特性及亚细胞定位分析
        3.1.5 茶树LEA基因的系统进化树构建
        3.1.6 茶树LEA基因的保守基序分析
        3.1.7 RNA的提取
        3.1.8 实时荧光定量PCR分析
    3.2 结果与分析
        3.2.1 茶树LEA基因家族成员的鉴定与分类
        3.2.2 茶树LEA基因家族成员的理化特性分析与亚细胞定位预测
        3.2.3 茶树LEA基因的系统进化分析
        3.2.4 茶树LEA基因的蛋白保守基序分析
        3.2.5 茶树LEA基因在5个不同组织器官中的表达分析
        3.2.6 茶树LEA基因在种子生长发育过程中的表达分析
        3.2.7 茶树LEA基因在低温胁迫下的表达分析
        3.2.8 茶树LEA基因在高温胁迫下的表达分析
        3.2.9 茶树LEA基因在干旱胁迫下的表达分析
        3.2.10 茶树LEA基因在ABA处理下的表达分析
        3.2.11 茶树LEA基因在种子干燥脱水处理过程中的表达分析
    3.3 讨论
结论
参考文献
附录
    附表1 51个拟南芥LEA蛋白的氨基酸序列
    附表2 48个茶树LEA蛋白的氨基酸序列
作者简介



本文编号：3837708