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文檔簡介
1、蘭科植物是最進化的單子葉植物類群,分布區(qū)域廣,生態(tài)環(huán)境多樣,形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理特性均高度特異,是進行花發(fā)育研究的理想材料。寒蘭(Cymbidium kanran)隸屬于蘭科(Orchidaceae)蘭屬(Cymbidium),是國蘭家族的重要成員,具有唇瓣形態(tài)變異多樣,四季開花和花期長等特點,被譽為“蘭中之王”。然而,包括寒蘭在內(nèi)的蘭科植物從種子到開花所需時間非常長,嚴重地制約了花發(fā)育的相關(guān)研究以及資源開發(fā)。目前試管開花的體系在很多蘭科植
2、物中已建立起來,但花芽誘導(dǎo)率及后續(xù)生殖生長情況還有待改善,并且試管開花的誘導(dǎo)增加了操作的成本和技術(shù)難度,所以寒蘭開花分子機制的研究對其發(fā)展具有重要意義。
本文擬對寒蘭進行轉(zhuǎn)錄組De Novo測序,獲得參考序列,然后對寒蘭開花各個階段的頂芽進行數(shù)字化基因表達譜(Digital gene expression profiling;DGE)分析,篩選差異表達的基因,再利用實時熒光定量PCR(Quantitative real-tim
3、e reverse-transcription polymerase chain reaction;RT-qPCR)對所得的差異基因進行驗證,初步揭示了寒蘭開花的分子機制。研究結(jié)果為寒蘭開花的分子調(diào)控機制奠定了基礎(chǔ),也為蘭科植物的花期調(diào)控提供了依據(jù)。主要結(jié)果包括:
1.利用Solexa/Illumina二代高通量測序平臺,對寒蘭根、莖、葉和花四部分混合樣品進行轉(zhuǎn)錄組測序,得到有效序列108,927,860nt,經(jīng)過組裝獲得Un
4、igene68,699條,平均長度是867nt。
2.利用寒蘭轉(zhuǎn)錄組文庫中68,699條Unigene進行SSR位點分析,共獲得位點11,646個,占16.95%。隨機選取141對SSR引物,其中79對可以擴增出特異條帶,擴增率達到56.03%,可以擴增出具有多態(tài)性條帶的引物共15對,達10.64%。
3.對寒蘭三個時期的花芽進行DGE分析,通過對三個轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫的比較,共獲得23,720個差異表達基因,從中篩選出與
5、成花過程有關(guān)的9個基因,分別為:CkFPA,CkGA2OX,CkGID1,CkCO,CkPHYB,CkELF3,CkFRI,CkFLC和CkAP1。
4.通過RT-qPCR技術(shù),驗證9個差異表達基因在寒蘭成花過程中的表達模式,發(fā)現(xiàn)其中CkFPA,CkGA2OX,CkCO,CkFLC和CkAP15個基因在寒蘭開花過程呈現(xiàn)顯著差異及規(guī)律的表達模式,表明其與寒蘭開花密切相關(guān)。
綜上所述,寒蘭成花是由自主途徑、赤霉素途徑、光
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