基于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的棗成花和果實(shí)品質(zhì)重要基因的研究.pdf

1、棗（Ziziphus jujuba Mill.）是我國(guó)特有的果樹(shù)樹(shù)種，棗果實(shí)富含多種營(yíng)養(yǎng)成分，具有較高的營(yíng)養(yǎng)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。棗花的發(fā)育及花量對(duì)棗樹(shù)的產(chǎn)量影響巨大，棗果的品質(zhì)也直接影響著其經(jīng)濟(jì)價(jià)值?！星锼执鄺棥墙鼛啄赀x育出的適宜湖南地區(qū)栽培發(fā)展的一個(gè)優(yōu)良棗品種，本研究以‘中秋酥脆棗’為實(shí)驗(yàn)材料，利用Illumina測(cè)序平臺(tái)對(duì)棗花、棗吊和棗果進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析，在此基礎(chǔ)上針對(duì)棗成花和果實(shí)品質(zhì)的關(guān)鍵基因通過(guò)實(shí)時(shí)熒光定量qPCR技術(shù)進(jìn)行了表達(dá)

2、模式研究，同時(shí)對(duì)果實(shí)品質(zhì)關(guān)鍵基因與果實(shí)品質(zhì)形成的生理指標(biāo)進(jìn)行了相關(guān)性分析。本研究為揭示棗的成花機(jī)理和果實(shí)品質(zhì)的形成奠定了理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)棗轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析。從棗花、棗吊和棗果轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中共獲得2098231條contig序列、34587條unigene序列、34463個(gè)開(kāi)放閱讀框和12624個(gè)微衛(wèi)星，其中unigene序列長(zhǎng)度主要分布在200 bp-2000 bp，占總unigene序列數(shù)量的87.46％。共

3、有23303條unigene得到注釋?zhuān)ㄟ^(guò)Nr、Swiss-Prot、COG和KEGG可分別注釋23271、16460、8043和5181個(gè)unigene。在12624個(gè)微衛(wèi)星中，以單堿基微衛(wèi)星最多（6314個(gè)，50.02％）為主要重復(fù)單元，為棗最優(yōu)勢(shì)微衛(wèi)星，其次是二堿基微衛(wèi)星（3335個(gè)，26.42％）。并從中篩選鑒定了FT、FLC、AGL6、SOC1和SVP等58個(gè)棗成花重要基因以及DHAR、MDHAR4、MDHAR6、SS和SPS

4、等101個(gè)棗果實(shí)品質(zhì)重要基因。
　　(2)棗成花基因的表達(dá)分析?；谵D(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，利用PCR擴(kuò)增和實(shí)時(shí)熒光定量qPCR技術(shù)，篩選得到內(nèi)參基因EF1α。選擇20個(gè)與棗成花相關(guān)的基因進(jìn)行表達(dá)分析，其中FT基因的表達(dá)隨著棗花發(fā)育而逐漸上升;AGL6和VIP1基因主要在棗花中表達(dá)，分別在棗花大蕾期和半開(kāi)期的時(shí)候表達(dá)量最高;VIN3和LHY1基因則主要在營(yíng)養(yǎng)器官中表達(dá)，分別在棗根和棗吊中表達(dá)最高;COL2和COL4基因分別在半開(kāi)期和全開(kāi)期中表

5、達(dá)最高，此外，二者還在營(yíng)養(yǎng)器官中表達(dá);ELF4基因在棗花發(fā)育中呈先上升再下降然后又上升的趨勢(shì);PHYA和PHYC基因表達(dá)量最高的是全開(kāi)期的棗花，PHYB則是在現(xiàn)蕾期表達(dá)量最高;FLC、PFT1和GAI1基因在不同發(fā)育時(shí)期的棗花中以大蕾期的表達(dá)量為最高;CAB、CAB13、ERF和ERF12基因均在全開(kāi)期中表達(dá)量最高;SVP和AGL20基因均在棗吊中強(qiáng)烈表達(dá)。
　　(3)棗果實(shí)品質(zhì)相關(guān)基因表達(dá)分析。選擇34個(gè)與棗果實(shí)品質(zhì)有關(guān)基因進(jìn)行

6、表達(dá)分析，與果實(shí)中糖積累和蔗糖謝有關(guān)的基因SS6、α-MAN、PNI1、UGDHL1、UGDH、SPS2和HXK1等基因分別在花后10天、40天、90天和110天的棗果中表達(dá)量較高;與VC合成和代謝有關(guān)的基因DHAR、MDHAR4、APX、GPIL和MDHAR6等基因則分別在花后25天、40天和110天的棗果中表達(dá)量較高;與果實(shí)香氣合成有關(guān)的基因CAD1、O-MT、 ADHL6、ADHL7、MTs、SAMT、ω-6FAD、LOX等基因在

7、花后10天、25天、40天和110天的棗果中表達(dá)量較高;與果實(shí)軟化相關(guān)基因SHP、SIP、POD3、PE、PG和EXP等基因分別在花后25天、40天、65天和90天表達(dá)量較高;其中，AACT、 HXK1、MDHAR6、GPIL、HXK1、SPS2、PG、SHP和LOX基因在花后120天（棗裂果）中的表達(dá)高于其他6個(gè)不同發(fā)育時(shí)期的棗果，由此推測(cè)這些基因可能與棗裂果有關(guān)。
　　(4)基因表達(dá)與果實(shí)品質(zhì)的相關(guān)性分析。中秋酥脆棗果實(shí)中VC

8、的含量隨著果實(shí)的成熟而逐漸降低，可溶性糖、還原糖、淀粉和可溶性固形物的含量整體上呈上升趨勢(shì)，可滴定酸含量變化趨勢(shì)為先下降后緩慢上升，可溶性蛋白則隨著棗果的發(fā)育呈波動(dòng)的趨勢(shì)。AACT、 DHAR、MDHAR4、MDHAR6、GPIL、HXK1、LOX、 SPS2、UGDHL和ω-6FAD基因的表達(dá)均與VC含量的在0.01水平上顯著相關(guān);UGDHL、ω-6FAD、EXP、POD7和α-MAN基因的表達(dá)則與可溶性糖和還原糖的含量相關(guān)性較高;U