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‘神马’菊花(Dendranthema grandiflorum)是市场上普遍受欢迎的一个白色秋菊品种,有着悠长的栽培历史,观赏、药用、食用及经济价值都极高。菊花在生长和开花的过程中,极易受气温变化的影响,尤其是低温,严重降低其经济观赏价值。MYB转录因子作为植物最大的转录因子家族,在植物对外部胁迫环境的响应中起重要作用。本研究以正常条件和低温胁迫下的‘神马’菊花叶片为实验材料,采用单分子实时测序技术与Illumina HiSeqTM 4000双末端测序技术对菊花进行转录组数据信息的联合分析建立了6个cDNA文库。克隆得到1个MYB基因并遗传转化‘神马’菊花,对其生理指标进行测定,验证了转DgMYB1基因菊花的抗寒性,为通过分子生物学手段提高栽培菊花的耐寒性提供理论依据。主要研究结果如下:1.采用单分子实时测序技术与Illumina HiSeqTM 4000双末端测序技术对低温胁迫下的菊花叶片进行转录组数据信息的联合分析,建立了6个cDNA文库,共获得8.34 GB数据,最终获得3,717,516条subreads数据,平均长度为2,243bp;获得305,231条CCS序列,全长reads有257,144条;经过位点错配修饰后,获得141,445个consensus序列,经过校正和去除冗余后,共收集418,153个unigene。共有283,566个unigene注释到了7大数据库中;另外,还鉴定出18,592个基因发生差异表达,其中10,021个上调基因,8,571个下调基因。2.从低温胁迫下菊花转录组数据库中筛选1条MYB基因序列,设计全长引物并克隆得到该MYB基因的全长基因序列,命名为DgMYB1。序列分析显示:DgMYB1全长1240bp,开放阅读框为990bp,编码328个氨基酸,其编码产物的氨基酸的分子量为36.47kDa,理论等电点为PI=7.74。序列比对发现,DgMYB1与AtMYB73、NtMYB44、ZmMYB44、GmMYB29、MdMYB7和HvMYB6具有较高的同源性。系统进化树分析表明,DgMYB1与拟南芥AtMYB73、欧洲油菜BnMYB44的亲缘关系较近。3.构建植物表达载体pCAMBIA2300-MYB1,用SacⅠ和XbaⅠ对含有pEASY-MYB1和pCAMBIA2300表达载体质粒进行双酶切,最后利用农杆菌介导法将DgMYB1转入菊花,提取转基因菊花DNA作为PCR检测模板,通过荧光定量检测菊花中DgMYB1的表达水平,试验表明,菊花叶片中DgMYB1基因的表达水平高于茎和根。4.鉴定转DgMYB1基因菊花的耐寒性。在正常生长条件下,转基因菊花和野生型菊花表型并无明显差异,在低温胁迫下,野生型菊花叶片逐渐萎焉、脱水,甚至整株死亡,而转基因菊花长势良好。经过生理指标测定发现,在低温胁迫下,转DgMYB1基因菊花的存活率显著高于野生型;转基因菊花的相对电解质渗透率、丙二醛(MDA)含量、H2O2含量、O2-含量显著低于野生型,且DAB和NBT染色也比野生型浅,而抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均显著高于野生型,初步证明转基因菊花比野生型菊花表现出更强的耐寒性。5.运用实时荧光定量PCR的方法研究了与耐寒相关调控基因CuZnSOD、CAT、APX、DREB1A、DREB2A、P5CS、CSD1和CSD2的表达,结果表明在转基因菊花中,这些基因的表达水平均显著高于野生型菊花。综上所述,本研究完善了低温胁迫下菊花叶的转录组信息,并通过过表达DgMYB1基因,获得转基因‘神马’菊花植株,通过低温胁迫鉴定发现转基因植株耐寒性有所提高,为培育新品种的耐低温植物提供有效的基因储备。