李旭敏:光敏型白化茶转录组分析及叶绿素代谢途径相关基因研究论文

李旭敏:光敏型白化茶转录组分析及叶绿素代谢途径相关基因研究论文

本文主要研究内容

作者李旭敏(2019)在《光敏型白化茶转录组分析及叶绿素代谢途径相关基因研究》一文中研究指出:新梢白化茶是一类珍稀的茶树种质资源,在特定的环境条件下由于缺乏叶绿素而呈现白化现象。其芽叶色泽呈白色、黄色或黄绿相间等多样性表型,根据白化变异的诱导因素不同,可分为温度敏感型(温敏型)和光照敏感型(光敏型)新梢白化茶树。然而,光敏型白化茶与环境光照强度关系密切,而且发现利用时间较短,对其白化机理研究较少。有鉴于此,本文以光敏型新梢白化茶树品种’黄金芽’及常见绿色对照品种’金萱’为试验材料,应用转录组测序技术和数字化基因表达谱技术研究光敏型白化茶树叶片基因表达差异;测定色素的含量累积情况,并利用实时荧光定量PCR技术进一步研究叶绿素合成和降解途径关键酶基因在’黄金芽’及其遮光处理不同生长期的表达模式;利用基因克隆技术从’黄金芽’茶树中获得两个叶绿素合成途径相关基因,即镁离子原卟啉ⅨX甲基转移酶基因(CsCHLM)和Mg-原卟啉ⅨX单甲基酯环化酶基因(CsCRD);进一步探索白化茶树的白化分子机理。主要结果如下:(1)茶树转录组及数字化基因表达谱的构建分析。以’黄金芽’品种以及对照’金萱’品种为样本建立转录组数据库,并以’黄金芽’品种以及对照品种’金萱’及二者的遮光处理样品为试验材料,构建数字化基因表达谱。使用茶树’云抗10号’基因组数据为参考基因组,进行序列比对。样品共得到514425776条序列,平均Q30(%)(碱基识别准确率在99.9%以上的碱基所占百分比)为92.02%,平均GC含量占比44.78%。在GO数据库、KEGG数据、eggNOG数据库、Swiss-Prot数据库中共获得95531个基因的功能注释结果。在数字化基因表达谱分析中,组间差异最大的拥有9307条达差异表达基因;最少的拥有939条差异表达基因。筛选出Mg-鳌合酶H亚基(CHLH)、Mg-原卟啉ⅨX甲基转移酶(CHLM)、Mg-原卟啉ⅨX单甲基酯环化酶(CRD)、原叶绿素酸酯氧化还原酶(POR)等表达丰度高且表达差异显著基因进行后续实验分析。(2)对叶片进行色素含量检测发现,’黄金芽’品种叶绿素a、b含量显著性低于对照’金萱’,新黄质、紫黄质、叶黄质和β-胡萝卜素等类胡萝卜素含量也都低于对照’金萱’。遮光处理后,’黄金芽’品种叶绿素含量显著性升高,随着遮光时间的延长,叶绿素含量逐渐累积;同时遮光处理后的’黄金芽’品种叶绿素a/b的比值显著性降低,有利于植物更好的吸收光能,进行光合作用。且遮光处理后,’黄金芽’品种新黄质和β-胡萝卜素累积量也增加。(3)在年生长周期中,随着季节推移和阳光的增强,’黄金芽,叶绿素合成途径中相关合成酶基因CHLM、DVR、CHLG的表达从活跃状态变成抑制状态;遮光处理影响基因表达,但其作用随着遮光时间长短不同而变化,遮光处理14d时,’黄金芽’叶片叶绿素合成途径多数基因表达量显著降低,而对照品种’金萱’的相关基因表达差异不显著;遮光处理时间延长至40d时,’黄金芽’叶片基本恢复到普通茶树品种的正常叶绿素合成和累积水平。叶绿素降解途径相关基因CLH、RCCR、SGR在’黄金芽’品种中呈现显著高表达。’黄金芽’品种的叶绿素合成途径相关酶基因的抑制性表达以及降解途径相关酶基因的高表达是引起其总叶绿素含量低的重要原因。(4)’黄金芽’品种CsCHLM基因克隆。获得’黄金芽’品种CsCHLM基因的cDNA片段,序列全长976bp,共编码322个氨基酸残基,NCBI登录号为:MG893509。生物信息学分析结果显示,其预测蛋白分子量为34855.96Da,理论等电点为6.26。ChloroP预测蛋白含有一条叶绿体转运肽,该蛋白在细胞核翻译生成,定向转移至叶绿体。CsCHLM编码的氨基酸序列有真核生物CHLM家族保守结构域PLN02585,与猕猴桃、烟草和辣椒的CHLM序列相似度高,分别达到 86%、80%和 80%。(5)’黄金芽’品种CsCRD基因克隆。获得’黄金芽’品种CsCRD基因的cDNA片段,序列全长1217bp,包含1215bp的开放阅读框ORF,可编码404个氨基酸残基,NCBI登录号为:MH091705。预测得到蛋白分子量为46868.99Da,理论等电点为8.56。FoldIndex软件可折叠特性预测结果判断CsCRD是一个无序蛋白。ChloroP预测蛋白含有一条叶绿体转运肽,推测该蛋白在细胞核翻译生成后,定向转移至叶绿体。CsCHLM编码氨基酸序列有Mg-原卟啉IX单甲基酯环化酶家族的保守结构域PLN02508,与蓖麻、猕猴桃和榴莲的CRD序列相似度都高达85%。

Abstract

xin sao bai hua cha shi yi lei zhen xi de cha shu chong zhi zi yuan ,zai te ding de huan jing tiao jian xia you yu que fa xie lu su er cheng xian bai hua xian xiang 。ji ya xie se ze cheng bai se 、huang se huo huang lu xiang jian deng duo yang xing biao xing ,gen ju bai hua bian yi de you dao yin su bu tong ,ke fen wei wen du min gan xing (wen min xing )he guang zhao min gan xing (guang min xing )xin sao bai hua cha shu 。ran er ,guang min xing bai hua cha yu huan jing guang zhao jiang du guan ji mi qie ,er ju fa xian li yong shi jian jiao duan ,dui ji bai hua ji li yan jiu jiao shao 。you jian yu ci ,ben wen yi guang min xing xin sao bai hua cha shu pin chong ’huang jin ya ’ji chang jian lu se dui zhao pin chong ’jin xuan ’wei shi yan cai liao ,ying yong zhuai lu zu ce xu ji shu he shu zi hua ji yin biao da pu ji shu yan jiu guang min xing bai hua cha shu xie pian ji yin biao da cha yi ;ce ding se su de han liang lei ji qing kuang ,bing li yong shi shi ying guang ding liang PCRji shu jin yi bu yan jiu xie lu su ge cheng he jiang jie tu jing guan jian mei ji yin zai ’huang jin ya ’ji ji zhe guang chu li bu tong sheng chang ji de biao da mo shi ;li yong ji yin ke long ji shu cong ’huang jin ya ’cha shu zhong huo de liang ge xie lu su ge cheng tu jing xiang guan ji yin ,ji mei li zi yuan bu lin ⅨXjia ji zhuai yi mei ji yin (CsCHLM)he Mg-yuan bu lin ⅨXchan jia ji zhi huan hua mei ji yin (CsCRD);jin yi bu tan suo bai hua cha shu de bai hua fen zi ji li 。zhu yao jie guo ru xia :(1)cha shu zhuai lu zu ji shu zi hua ji yin biao da pu de gou jian fen xi 。yi ’huang jin ya ’pin chong yi ji dui zhao ’jin xuan ’pin chong wei yang ben jian li zhuai lu zu shu ju ku ,bing yi ’huang jin ya ’pin chong yi ji dui zhao pin chong ’jin xuan ’ji er zhe de zhe guang chu li yang pin wei shi yan cai liao ,gou jian shu zi hua ji yin biao da pu 。shi yong cha shu ’yun kang 10hao ’ji yin zu shu ju wei can kao ji yin zu ,jin hang xu lie bi dui 。yang pin gong de dao 514425776tiao xu lie ,ping jun Q30(%)(jian ji shi bie zhun que lv zai 99.9%yi shang de jian ji suo zhan bai fen bi )wei 92.02%,ping jun GChan liang zhan bi 44.78%。zai GOshu ju ku 、KEGGshu ju 、eggNOGshu ju ku 、Swiss-Protshu ju ku zhong gong huo de 95531ge ji yin de gong neng zhu shi jie guo 。zai shu zi hua ji yin biao da pu fen xi zhong ,zu jian cha yi zui da de yong you 9307tiao da cha yi biao da ji yin ;zui shao de yong you 939tiao cha yi biao da ji yin 。shai shua chu Mg-ao ge mei Hya ji (CHLH)、Mg-yuan bu lin ⅨXjia ji zhuai yi mei (CHLM)、Mg-yuan bu lin ⅨXchan jia ji zhi huan hua mei (CRD)、yuan xie lu su suan zhi yang hua hai yuan mei (POR)deng biao da feng du gao ju biao da cha yi xian zhe ji yin jin hang hou xu shi yan fen xi 。(2)dui xie pian jin hang se su han liang jian ce fa xian ,’huang jin ya ’pin chong xie lu su a、bhan liang xian zhe xing di yu dui zhao ’jin xuan ’,xin huang zhi 、zi huang zhi 、xie huang zhi he β-hu luo bo su deng lei hu luo bo su han liang ye dou di yu dui zhao ’jin xuan ’。zhe guang chu li hou ,’huang jin ya ’pin chong xie lu su han liang xian zhe xing sheng gao ,sui zhao zhe guang shi jian de yan chang ,xie lu su han liang zhu jian lei ji ;tong shi zhe guang chu li hou de ’huang jin ya ’pin chong xie lu su a/bde bi zhi xian zhe xing jiang di ,you li yu zhi wu geng hao de xi shou guang neng ,jin hang guang ge zuo yong 。ju zhe guang chu li hou ,’huang jin ya ’pin chong xin huang zhi he β-hu luo bo su lei ji liang ye zeng jia 。(3)zai nian sheng chang zhou ji zhong ,sui zhao ji jie tui yi he yang guang de zeng jiang ,’huang jin ya ,xie lu su ge cheng tu jing zhong xiang guan ge cheng mei ji yin CHLM、DVR、CHLGde biao da cong huo yue zhuang tai bian cheng yi zhi zhuang tai ;zhe guang chu li ying xiang ji yin biao da ,dan ji zuo yong sui zhao zhe guang shi jian chang duan bu tong er bian hua ,zhe guang chu li 14dshi ,’huang jin ya ’xie pian xie lu su ge cheng tu jing duo shu ji yin biao da liang xian zhe jiang di ,er dui zhao pin chong ’jin xuan ’de xiang guan ji yin biao da cha yi bu xian zhe ;zhe guang chu li shi jian yan chang zhi 40dshi ,’huang jin ya ’xie pian ji ben hui fu dao pu tong cha shu pin chong de zheng chang xie lu su ge cheng he lei ji shui ping 。xie lu su jiang jie tu jing xiang guan ji yin CLH、RCCR、SGRzai ’huang jin ya ’pin chong zhong cheng xian xian zhe gao biao da 。’huang jin ya ’pin chong de xie lu su ge cheng tu jing xiang guan mei ji yin de yi zhi xing biao da yi ji jiang jie tu jing xiang guan mei ji yin de gao biao da shi yin qi ji zong xie lu su han liang di de chong yao yuan yin 。(4)’huang jin ya ’pin chong CsCHLMji yin ke long 。huo de ’huang jin ya ’pin chong CsCHLMji yin de cDNApian duan ,xu lie quan chang 976bp,gong bian ma 322ge an ji suan can ji ,NCBIdeng lu hao wei :MG893509。sheng wu xin xi xue fen xi jie guo xian shi ,ji yu ce dan bai fen zi liang wei 34855.96Da,li lun deng dian dian wei 6.26。ChloroPyu ce dan bai han you yi tiao xie lu ti zhuai yun tai ,gai dan bai zai xi bao he fan yi sheng cheng ,ding xiang zhuai yi zhi xie lu ti 。CsCHLMbian ma de an ji suan xu lie you zhen he sheng wu CHLMjia zu bao shou jie gou yu PLN02585,yu mi hou tao 、yan cao he la jiao de CHLMxu lie xiang shi du gao ,fen bie da dao 86%、80%he 80%。(5)’huang jin ya ’pin chong CsCRDji yin ke long 。huo de ’huang jin ya ’pin chong CsCRDji yin de cDNApian duan ,xu lie quan chang 1217bp,bao han 1215bpde kai fang yue dou kuang ORF,ke bian ma 404ge an ji suan can ji ,NCBIdeng lu hao wei :MH091705。yu ce de dao dan bai fen zi liang wei 46868.99Da,li lun deng dian dian wei 8.56。FoldIndexruan jian ke she die te xing yu ce jie guo pan duan CsCRDshi yi ge mo xu dan bai 。ChloroPyu ce dan bai han you yi tiao xie lu ti zhuai yun tai ,tui ce gai dan bai zai xi bao he fan yi sheng cheng hou ,ding xiang zhuai yi zhi xie lu ti 。CsCHLMbian ma an ji suan xu lie you Mg-yuan bu lin IXchan jia ji zhi huan hua mei jia zu de bao shou jie gou yu PLN02508,yu bi ma 、mi hou tao he liu lian de CRDxu lie xiang shi du dou gao da 85%。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自浙江大学的李旭敏,发表于刊物浙江大学2019-05-20论文,是一篇关于茶树论文,黄金芽论文,白化新梢论文,叶绿素代谢途径相关基因论文,高通量测序论文,基因表达论文,浙江大学2019-05-20论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自浙江大学2019-05-20论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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