發(fā)布時間：2020-11-21 06:30

　　 板栗(Castanea mollisima Blume)是重要的木本糧食植物,但是長期以來,板栗的產(chǎn)量一直存在雌花少、雄花多的現(xiàn)狀,這是限制板栗高產(chǎn)的主要因素之一,因此,調(diào)控板栗花的性別分化,有效平衡雌雄比例來提高產(chǎn)量是實際生產(chǎn)中急需解決的問題。本研究通過對臨界期前后板栗兩種混合花芽的轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)分析,以及對花芽分化過程中6大類激素進行定性定量分析,初步揭示了臨界期前后板栗混合花芽分化過程中內(nèi)源激素和基因表達差異。研究結(jié)論如下:1.構(gòu)建了臨界期前、后板栗兩種混合花芽的四個轉(zhuǎn)錄組,獲得了大量的差異基因,這些差異基因注釋到分子功能,細胞組分和生物過程等不同的GO-term。KEGG通路富集結(jié)果表明臨界期前后板栗兩種混合花芽間主要差異代謝途徑主要集中于代謝通路,次生代謝產(chǎn)物生物合成、植物-病原菌互作等。此外,從轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中篩選出多個與開花途徑相關(guān)的基因,并對其中6個基因進行熒光定量驗證,結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)表達趨勢基本一致。2.構(gòu)建了臨界期前、后板栗兩種混合花芽的四個代謝組,獲得了大量差異代謝物,如氨基酸及衍生物等,這些差異代謝物主要富集在在次生代謝物生物合成、氨基酸生物合成等途徑來調(diào)控板栗的花芽分化。將臨界期前后板栗完全混合花芽和臨界期前后不完全混合花芽的轉(zhuǎn)錄組及代謝組進行聯(lián)合分析,我們得到了 34個差異代謝物和686個差異基因,這些是決定完全混合花芽經(jīng)過冬季休眠后向雌花序發(fā)育的重要物質(zhì)和基因。經(jīng)過代謝物和基因相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建,我們獲得了一個在雌花發(fā)育過程中重要的基因GRF2。3.對6大類植物激素進行定性定量分析結(jié)果表明異戊烯腺嘌啉、反式玉米素、茉莉酸甲酯、赤霉素19在混合花芽向雌花分化過程中起促進作用,水楊酸、順式玉米素則有利于雄花的分化。基于轉(zhuǎn)錄組我們篩選出來多個與脫落酸相關(guān)的基因,結(jié)果表明經(jīng)過休眠期ABA含量下降,推測較低含量的ABA有利于雌花序的分化。
【學(xué)位單位】：武漢輕工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S664.2
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
縮略表
第1章 前言
    1.1 板栗概述
    1.2 板栗花芽分化類型及特點
        1.2.1 板栗花芽的類型
        1.2.2 板栗花芽分化的特點
        1.2.3 板栗花芽分化臨界期的界定
    1.3 板栗花芽分化的影響因素
        1.3.1 品種、樹齡與板栗花芽分化
        1.3.2 營養(yǎng)物質(zhì)與板栗花芽分化
        1.3.3 植物激素與板栗花芽分化
    1.4 植物成花途徑的研究
        1.4.1 春化途徑
        1.4.2 赤霉素途徑
        1.4.3 光周期途徑
        1.4.4 自主途徑
        1.4.5 成花抑制途徑
        1.4.6 年齡途徑
    1.5 高通量測序技術(shù)概述
        1.5.1 轉(zhuǎn)錄組測序
        1.5.2 代謝組學(xué)概述
    1.6 本課題研究目的及意義
第2章 臨界期前后板栗兩種混合花芽的轉(zhuǎn)錄組分析
    2.1 材料與儀器
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗試劑
        2.1.3 實驗儀器
    2.2 方法
        2.2.1 RNA提取
        2.2.2 文庫構(gòu)建
        2.2.3 文庫質(zhì)檢及上機測序
        2.2.4 測序數(shù)據(jù)質(zhì)控分析
        2.2.5 比對參考基因組
        2.2.6 基因表達水平定量
        2.2.7 差異表達基因的篩選
        2.2.8 差異基因的功能注釋、GO分類與代謝通路分析
        2.2.10 熒光定量PCR驗證
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 板栗花芽總RNA質(zhì)量檢測
        2.3.2 測序原始數(shù)據(jù)統(tǒng)計
        2.3.3 Clean reads比對分析
        2.3.4 基因功能注釋
        2.3.5 差異基因的KOG功能注釋
        2.3.6 差異基因的GO功能分類
        2.3.7 差異基因GO富集分析
        2.3.8 差異基因的KEGG代謝途徑分析
        2.3.9 與開花相關(guān)基因的篩選
        2.3.10 差異基因的熒光定量
    2.4 討論
第3章 臨界期前后板栗兩種混合花芽的代謝組分析
    3.1 材料與儀器
        3.1.1 材料
        3.1.2 試劑與儀器
    3.2 實驗方法
        3.2.1 樣品的提取
        3.2.2 色譜質(zhì)譜采集
        3.2.3 原始數(shù)據(jù)處理
        3.2.4 差異代謝物篩選
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 樣本質(zhì)控分析
        3.3.2 主成分分析（PCA）
        3.3.3 樣本相關(guān)性分析
        3.3.4 正交偏最小二乘法判別分析（OPLS-DA）
        3.3.5 差異代謝物篩選結(jié)果
        3.3.6 差異代謝物KEGG功能注釋及富集分析
        3.3.7 轉(zhuǎn)錄組與代謝組聯(lián)合分析
    3.4 討論
第4章 板栗混合花芽臨界期前后內(nèi)源激素的差異分析
    4.1 實驗材料
    4.2 實驗方法
        4.2.1 樣品的提取
        4.2.2 色譜質(zhì)譜采集
        4.2.3 激素定量與定性
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 樣本質(zhì)控分析
        4.3.2 線性關(guān)系分析
        4.3.3 激素定量分析
        4.3.4 基于轉(zhuǎn)錄組篩選相關(guān)的激素基因
    4.4 討論
第5章 全文總結(jié)
    5.1 研究結(jié)論
        5.1.1 轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析
        5.1.2 代謝組數(shù)據(jù)分析
        5.1.3 內(nèi)源激素的分析
    5.2 本文創(chuàng)新點
    5.3 展望
參考文獻
致謝
附錄A
攻讀學(xué)位期間的研究成果

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本文編號：2892680