基于轉錄組測序的任豆細胞壁次生生長研究.pdf

1、任豆（Zenia insignisChun）是中國華南、西南及東南亞石灰?guī)r地區(qū)的特有樹種，是我國二級保護植物。任豆生長速度快，耐干旱耐貧瘠，是石灰?guī)r地區(qū)石漠化治理的優(yōu)良樹種兼有一定的經(jīng)濟價值。本文利用Illumina Hiseq2500平臺對任豆不同組織部位進行轉錄組測序，分析了細胞壁合成相關基因的轉錄水平表達量，結合顯微觀察、細胞壁成分測定等實驗結果，對任豆不同組織部位的細胞壁次生加厚和木質化規(guī)律進行了分析，為深入研究任豆細胞壁次生加

2、厚分子機理提供了遺傳學基礎，主要研究結果如下：
　　1.對任豆莖木質部及葉進行轉錄組測序，以探究任豆不同組織部位細胞壁次生生長規(guī)律，共獲得26.22 Gb原始數(shù)據(jù)并組裝成94,580條Unigene，平均長度為726 nt，其中31,802條Unigene被注釋到不同的功能數(shù)據(jù)庫，獲得了豐富的任豆轉錄組數(shù)據(jù)。
　　2.利用生物化學方法對任豆莖上部、中部、下部及葉四個部位進行細胞壁成分分析，獲得了不同組織部位細胞壁三大成分數(shù)據(jù)

3、，發(fā)現(xiàn)莖下部纖維素、半纖維素和木質素含量在細胞壁總質量中占比均高于其他組織，木質纖維素含量最高，說明莖下部細胞壁次生加厚最成熟，木質化程度明顯高于其他組織部位。
　　3.切片觀察莖上部、中部、下部木質部細胞壁結構，發(fā)現(xiàn)莖下部木質部區(qū)域范圍最大，細胞壁加厚最明顯，厚度達2.066μm，遠高于上部和中部；激光共聚焦顯微鏡觀察，莖中部和下部切片大范圍檢測到木聚糖特異的單克隆抗體LM10熒光信號，且下部信號最為強烈，說明莖下部細胞壁半纖維

4、素含量最高，符合細胞壁成分分析結果。莖和葉四個樣品的FT-IR曲線波峰特征進行細胞壁不同成分含量的推測，結果也與化學檢測結果相符。
　　4.對轉錄組結果進行分析，得到任豆各組織部位細胞壁次生加厚相關基因的表達特點，對部分基因進行了熒光定量PCR驗證，q-PCR結果與轉錄組FPKM值基本一致。
　　5.光鏡觀察細胞壁上部莖切片，發(fā)現(xiàn)皮層中有多層細胞組成的環(huán)狀厚壁組織。皮層中厚壁組織間苯三酚染色具有明顯的顯色反應，說明其木質化程

5、度較高。對任豆皮層環(huán)狀厚壁組織和莖木質部進行轉錄組測序，以探究厚壁組織與木質部細胞次生加厚差異，共獲得19.06 Gb原始數(shù)據(jù)，拼接成75,172條Unigene，平均長度853 nt，其中39,159條Unigene獲得功能注釋。
　　6.厚壁組織和木質部細胞壁單糖成分測定發(fā)現(xiàn)，兩者單糖組成類型相似，含量有差異；激光共聚焦顯微鏡下，皮層厚壁組織檢測到強烈的木聚糖特異單克隆抗體LM10熒光信號，綜合以上結果推斷厚壁組織與木質部細胞