论文部分内容阅读
对于百合(Lilium spp.)而言,鳞茎的优劣至关重要。研究百合鳞茎发育的分子调节机制是百合分子育种的基础。糖类在百合春化和花芽分化时期大量积累,影响LA百合鳞茎发育进程,但是具体分子调控机制尚不明确。因此,进一步挖掘糖类代谢基因,研究其在百合鳞茎内的分子机制对百合打破休眠和花期调控具有重要意义,有利于加速我国百合产业的发展。本研究以LA百合(Lilium longiflorum ×Aiatic)’耀眼’为主要实验材料,从转录组学、形态生理学和分子生物学三个层面入手,探究百合鳞茎发育过程中糖代谢途径。并根据本研究的实验结果和数据分析可得出如下结论:(1)LA百合亲本之一的亚洲百合Tiny ghost’在春化期的鳞茎生长点的转录组测序结果为本次的实验材料。我们对其进行转录组重注释分析,并发现糖类代谢基因与百合春化的过程密切相关。综合基因表达模式和共表达网络图分析,一共发现7个糖类代谢基因(Contig2592、Contig3309、Contig779、Contig13408、Contig3984、Contig2207、Contig1397)是影响百合鳞茎春化和发育的关键基因,并确定SUT为本研究重点基因。(2)通过对百合鳞茎的生理测定与荧光定量试验,得到LA百合’耀眼’的鳞片内糖类和激素的变化规律和鳞茎生长点中目的基因的表达趋势。发现可溶性糖尤其是蔗糖在百合春化的过程中迅速增长并在春化结束期到达峰值,说明其可能为一个关键信号。且高比值的ABA/GA3、ZRs/GA3可能诱导百合花芽分化生长。SWEET基因在春化中期表现活跃,SUT基因在花芽分化到达峰值,两种蔗糖载体可能通过调节细胞内外糖浓度来影响鳞茎发育进程,且SUT基因可能参与调控百合成花。(3)本研究运用同源克隆技术,首次在LA百合’耀眼’中成功克隆得到三个蔗糖载体基因包括:LlaSUT2,LlaSUT4和LlaSWEET。通过对它们的蛋白质理化性质,二级结构和3D结构等方面的预测和分析,比较了三种蔗糖载体基因在结构上的差异,并推测三者均为膜蛋白。且通过荧光载体构建和亚细胞定位技术,验证了三者都定位于细胞膜上这一结论。这三种基因都是糖运输途径中的关键基因。