苧麻不定芽器官發(fā)生轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究及相關(guān)基因鑒定.pdf

1、不定芽器官發(fā)生是組織培養(yǎng)獲得再生植株的重要途徑之一，目前在植物生物技術(shù)和基礎(chǔ)研究中得到廣泛應(yīng)用。擬南芥中已初步建立起不定芽器官發(fā)生基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，而苧麻（Boehmeria nivea L.）中尚無相關(guān)報(bào)道。前人研究及預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)“華苧5號(hào)”和“大竹黃白麻”不定芽器官發(fā)生頻率差異明顯，因此本研究以不定芽器官發(fā)生頻率較高的“華苧5號(hào)”為材料，取其不同發(fā)育時(shí)期RNA樣品進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究。選取生長素相關(guān)基因和細(xì)胞分裂素相關(guān)基因，以不定芽器官發(fā)生頻

2、率較低的“大竹黃白麻”與“華苧5號(hào)”為材料進(jìn)行了實(shí)時(shí)定量PCR驗(yàn)證。大量文獻(xiàn)表明生長素信號(hào)通路相關(guān)基因在不定芽器官發(fā)生中起重要作用，而該類基因在苧麻中少有報(bào)道，因此本研究還根據(jù)轉(zhuǎn)錄組測序信息檢索、鑒定生長素信號(hào)通路相關(guān)基因，并對(duì)所獲得基因進(jìn)行遺傳進(jìn)化分析和時(shí)空表達(dá)分析。主要研究結(jié)果如下:
　　1.苧麻不定芽器官發(fā)生轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究
　　本研究對(duì)混合樣品測序構(gòu)建參考數(shù)據(jù)庫并對(duì)10個(gè)樣品單獨(dú)測序進(jìn)行數(shù)字基因表達(dá)譜分析。轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫共

3、獲得約10G數(shù)據(jù)，數(shù)字基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)庫獲得數(shù)據(jù)約為1.3-1.9G。無參轉(zhuǎn)錄組拼接共獲得43222條基因，其中5760條基因在苧麻不定芽器官發(fā)生過程中差異表達(dá)。根據(jù)KEGG數(shù)據(jù)庫注釋結(jié)果，選取16條生長素相關(guān)基因和11條細(xì)胞分裂素相關(guān)基因，分別在不定芽器官發(fā)生能力差異顯著的兩個(gè)苧麻品種“華苧5號(hào)”和“大竹黃白麻”中進(jìn)行了實(shí)時(shí)定量PCR驗(yàn)證，結(jié)果表明:37條基因中僅8條基因在不同品種中表達(dá)模式相關(guān)性高于0.8，即不同苧麻品種中存在差異調(diào)控

4、模式。
　　2.苧麻生長素信號(hào)通路相關(guān)基因鑒定
　　本研究選取擬南芥和桑樹相關(guān)基因作為檢索序列，對(duì)已發(fā)表的苧麻轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索并將所得序列進(jìn)行編碼序列分析。最終共獲得16條Aux/IAA基因、14條ARF基因、16條LBD基因、71條SAUR基因、4條AUX/LAX基因和6條PIN基因。遺傳進(jìn)化分析表明苧麻中存物種特異性的SAUR基因家族擴(kuò)張。時(shí)空表達(dá)分析表明上述基因均在苧麻組織中存在表達(dá)，其中6條ARF、12條SAUR