基于高通量测序的红花玉兰花青素苷合成途径研究
发布时间：2023-12-29 18:37
红花玉兰(Magnoliawufengesis)是木兰科玉兰属多年木本植物,因其优异的花形和花色特征,而成为重要的城市园林绿化树种。本研究以红花玉兰品种’娇红1号’(JH1)为研究对象,针对不同花发育时期,利用转录组测序、HPLC色素分析、qRT-PCR表达分析、模式植物转基因等方法,探讨红花玉兰花青素苷合成途径的生理、生化和遗传基础,筛选并验证关键调控基因,为红花玉兰花色遗传改良提供依据。同时基于转录组数据,通过建立EST-SSR数据库,并结合公共数据库开发分子标记,开发针对红花玉兰品种开发和鉴定的综合分子标记体系,为开展红花玉兰的分子辅助育种提供技术支持。本研究主要取得了以下成果:1、通过对红花玉兰JH1五个发育时期(S1-S5)的花色定性定量分析发现,花青素苷在S2时期显著上调,并在S3期达到顶峰;通过表皮细胞观察,发现花青素的积累来源于单细胞内花青素苷含量上升和红色细胞数增多;2、通过对红花玉兰花青素苷的液相-质谱定性分析,一共发现5个主要花青素苷类物质,分别为三个矢车菊素苷类物质;一个芍药素苷类物质;一个飞燕草素苷类物质。说明红花玉兰花青素苷合成途径包含了矢车菊素苷和飞燕草素...
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1. 引言
1.1. 红花玉兰研究基础
1.2. 植物花色的遗传生化基础
1.2.1. 植物花色的种类
1.2.2.花青素苷的生物合成
1.2.3. 花青素苷的遗传调控
1.2.4. RNA-seq在植物研究中的应用
1.3. 植物分子标记研究
1.3.1. SSR研究进展与应用
1.3.2. 基于高通量测序数据的EST-SSR开发
1.4. 研究思路
1.4.1. 研究目标
1.4.2. 研究内容
1.4.3. 技术路线
2. 红花玉兰不同发育时期花青素苷成分及含量分析
2.1. 材料与方法
2.1.1. 材料处理
2.1.2. 总花青素和总黄酮提取
2.1.3. 总花青素及总黄酮含量测定
2.1.4. 花青素苷成分的定性分析
2.1.5. 红花玉兰花被片表皮细胞的显微观察
2.2. 结果与分析
2.2.1. 红花玉兰不同花发育阶段的花器官特征
2.2.2. 红花玉兰不同发育时期的花被片表皮细胞特征
2.2.3. 红花玉兰不同花发育阶段花被片花青素苷积累
2.2.4. 红花玉兰花青素苷定性分析
2.3. 小结
3. 不同花发育时期红花玉兰转录组测序及关键基因筛选
3.1. 材料与方法
3.1.1. 材料采集及处理
3.1.2. cDNA文库构建及测序
3.1.3. 原始数据筛选
3.1.4. De novo序列组装
3.1.5. 功能注释
3.1.6. 差异表达基因分析
3.1.7. 差异表达基因趋势表达分析
3.1.8. 主成成分分析
3.1.9. 实时荧光定量
3.2. 结果与分析
3.2.1. 转录组序列组装结果分析
3.2.2. Unigene功能注释
3.2.3. Unigene高级注释结果
3.2.4. 转录组基因差异表达分析及关键基因的筛选
3.2.5. 花青素苷合成相关基因qRT-PCR验证
3.3. 小结
4. 红花玉兰MwMYB1转录因子的克隆及功能分析
4.1. 材料与方法
4.1.1. 植物材料
4.1.2. RNA提取及cDNA合成
4.1.3. 基因克隆
4.1.4. 染色体步移启动子克隆
4.1.5. 生物信息学分析
4.1.6. 载体构建
4.1.7. 植物转基因
4.1.8. 亚细胞定位
4.1.9. 总花青素含量测定
4.1.10. 实时荧光定量PCR
4.1.11. 烟草光照处理
4.1.12. ABA处理
4.2. 结果与分析
4.2.1. MwMYB1 ORF的克隆及生物信息分析
4.2.2. MwMYB1启动子区域的生物信息学分析
4.2.3. MwMYB1的红花玉兰的表达模式分析
4.2.4. MwMYB1过表达转基因功能分析
4.2.5. MwMYB1启动子功能分析
4.2.6. DR5人工启动子调控MwMYB1功能研究
4.2.7. MwMYB1亚细胞定位结果
4.2.8. MwMYB1花青素调控通路预测
4.3. 小结
5. 基于红花玉兰转录组数据的分子标记系统建立
5.1. 材料与方法
5.1.1. 红花玉兰品种材料
5.1.2. 红花玉兰品种花青素总量和总黄酮的提取和测定
5.1.3. DNA提取
5.1.4. EST-SSR发掘
5.1.5. EST-SSR引物设计
5.1.6. EST-SSR的PCR及毛细管电泳
5.1.7. SSR及SRAP引物筛选
5.1.8. SSR及SRAP的PCR程序及聚丙烯凝胶电泳
5.1.9. PCR结果的统计分析
5.2. 结果与分析
5.2.1. 红花玉兰EST-SSR的发掘及特性分析
5.2.2. 红花玉兰花青素合成相关EST-SSR的筛选和验证
5.2.3. 基于公共数据库的SSR和SRAP分子标记体系建立
5.3. 小结
6. 结论与讨论
6.1. 主要结论
6.2. 讨论
6.2.1. 红花玉兰花青素苷合成积累规律
6.2.2. 红花玉兰花转录组数据库及功能注释的评价
6.2.3. 红花玉兰花青素苷合成关键基因发掘
6.2.4. 红花玉兰MwMYB1的基因功能
6.2.5. 红花玉兰分子标记体系
6.3. 创新点
6.4. 展望
7. 附录
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢
本文编号：3876231
【文章页数】：136 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1. 引言
1.1. 红花玉兰研究基础
1.2. 植物花色的遗传生化基础
1.2.1. 植物花色的种类
1.2.2.花青素苷的生物合成
1.2.3. 花青素苷的遗传调控
1.2.4. RNA-seq在植物研究中的应用
1.3. 植物分子标记研究
1.3.1. SSR研究进展与应用
1.3.2. 基于高通量测序数据的EST-SSR开发
1.4. 研究思路
1.4.1. 研究目标
1.4.2. 研究内容
1.4.3. 技术路线
2. 红花玉兰不同发育时期花青素苷成分及含量分析
2.1. 材料与方法
2.1.1. 材料处理
2.1.2. 总花青素和总黄酮提取
2.1.3. 总花青素及总黄酮含量测定
2.1.4. 花青素苷成分的定性分析
2.1.5. 红花玉兰花被片表皮细胞的显微观察
2.2. 结果与分析
2.2.1. 红花玉兰不同花发育阶段的花器官特征
2.2.2. 红花玉兰不同发育时期的花被片表皮细胞特征
2.2.3. 红花玉兰不同花发育阶段花被片花青素苷积累
2.2.4. 红花玉兰花青素苷定性分析
2.3. 小结
3. 不同花发育时期红花玉兰转录组测序及关键基因筛选
3.1. 材料与方法
3.1.1. 材料采集及处理
3.1.2. cDNA文库构建及测序
3.1.3. 原始数据筛选
3.1.4. De novo序列组装
3.1.5. 功能注释
3.1.6. 差异表达基因分析
3.1.7. 差异表达基因趋势表达分析
3.1.8. 主成成分分析
3.1.9. 实时荧光定量
3.2. 结果与分析
3.2.1. 转录组序列组装结果分析
3.2.2. Unigene功能注释
3.2.3. Unigene高级注释结果
3.2.4. 转录组基因差异表达分析及关键基因的筛选
3.2.5. 花青素苷合成相关基因qRT-PCR验证
3.3. 小结
4. 红花玉兰MwMYB1转录因子的克隆及功能分析
4.1. 材料与方法
4.1.1. 植物材料
4.1.2. RNA提取及cDNA合成
4.1.3. 基因克隆
4.1.4. 染色体步移启动子克隆
4.1.5. 生物信息学分析
4.1.6. 载体构建
4.1.7. 植物转基因
4.1.8. 亚细胞定位
4.1.9. 总花青素含量测定
4.1.10. 实时荧光定量PCR
4.1.11. 烟草光照处理
4.1.12. ABA处理
4.2. 结果与分析
4.2.1. MwMYB1 ORF的克隆及生物信息分析
4.2.2. MwMYB1启动子区域的生物信息学分析
4.2.3. MwMYB1的红花玉兰的表达模式分析
4.2.4. MwMYB1过表达转基因功能分析
4.2.5. MwMYB1启动子功能分析
4.2.6. DR5人工启动子调控MwMYB1功能研究
4.2.7. MwMYB1亚细胞定位结果
4.2.8. MwMYB1花青素调控通路预测
4.3. 小结
5. 基于红花玉兰转录组数据的分子标记系统建立
5.1. 材料与方法
5.1.1. 红花玉兰品种材料
5.1.2. 红花玉兰品种花青素总量和总黄酮的提取和测定
5.1.3. DNA提取
5.1.4. EST-SSR发掘
5.1.5. EST-SSR引物设计
5.1.6. EST-SSR的PCR及毛细管电泳
5.1.7. SSR及SRAP引物筛选
5.1.8. SSR及SRAP的PCR程序及聚丙烯凝胶电泳
5.1.9. PCR结果的统计分析
5.2. 结果与分析
5.2.1. 红花玉兰EST-SSR的发掘及特性分析
5.2.2. 红花玉兰花青素合成相关EST-SSR的筛选和验证
5.2.3. 基于公共数据库的SSR和SRAP分子标记体系建立
5.3. 小结
6. 结论与讨论
6.1. 主要结论
6.2. 讨论
6.2.1. 红花玉兰花青素苷合成积累规律
6.2.2. 红花玉兰花转录组数据库及功能注释的评价
6.2.3. 红花玉兰花青素苷合成关键基因发掘
6.2.4. 红花玉兰MwMYB1的基因功能
6.2.5. 红花玉兰分子标记体系
6.3. 创新点
6.4. 展望
7. 附录
参考文献
个人简介
导师简介
获得成果目录
致谢
本文编号：3876231
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