论文部分内容阅读
开花是植物为了成功繁殖并适应周围环境而进化出的最重要的特征之一。普通野生稻（Oryzarufipogon）是亚洲栽培稻（O. sativa L）的近缘祖先种，广泛分布于中国、东南亚和南亚地区，具有丰富的遗传多样性。本研究选用普通野生稻早花变异体和普通野生稻花期正常型为材料，构建三个不同时期的cDNA文库，完成Solexa Illumina高通量测序，分析三个文库的测序结果，筛选出不同时期的差异表达基因，构建早花相关基因的植物表达载体，转化拟南芥验证功能。研究结果不仅获得大量的普通野生稻花期相关的基因信息，同时为研究普通野生稻的花期多样性、开花过程以及早花突变体的分子机理打下了基础。主要研究结果如下：1.高通量测序结果分析以广东高州普通野生稻为材料，构建3个cDNA文库，CWRT-V1、CWRT-V2、CWRT-F2。CWRT-V1是普通野生稻花期正常型营养期文库，CWRT-V2是普通野生稻早花突变体营养期文库，CWRT-F2是普通野生稻早花突变体开花期文库。高通量测序获得高质量的reads数分别是7046714，7231932和7155368。将所得reads与日本晴基因组对比，分别有5829222,5510755和5319917条匹配到参考基因组，所得基因数分别为27405、28979和27333。2. qRT-PCR验证文库及差异表达基因的分析对不同文库两两比对， CWRT-V1: CWRT-F2差异显著表达的基因为2722个，其中的1740个基因上调，982个下调；CWRT-V2: CWRT-F2差异显著表达的基因为4269个，其中2808个基因表达上调，1461个下调。从CWRT-V1和CWRT-F2的差异表达基因中筛选12个， CWRT-V2和CWRT-F2的差异表达基因中筛选10个，分别进行qRT-PCR验证基因的表达情况，与测序结果一致。3.花期相关基因的筛选通过对三个文库差异表达基因的比对分析，共筛选出375个候选的早花变异相关基因。候选基因中大部分基因描述是没有明确功能注释的表达蛋白和转录因子。GO富集分析显示候选基因涉及细胞发育、信号传导、激素调控等多种生理生化代谢反应。在差异表达基因中还发现了一些已知的花发育及花期基因，如OsMADS6，17，5，58，1，34，26，OsLFL1，FON1等。表明高通量测序技术对花期相关基因的寻找是有用的。4.候选基因的功能验证构建10个基因的表达载体并使其在拟南芥中高效表达，鉴定转基因拟南芥的花期相关性状。从基因描述、GO注释及KEGG路径上来看，这些基因涉及到MYB转录因子、MADS转录因子及表达蛋白。鉴定结果表明其中的LOC_Os05g51900.1，LOC_Os11g36230.1和LOC_Os02g46030.1的转基因拟南芥在莲座叶数目上与野生型有显著差异。