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柑橘基因组学研究在理解基因组结构特征及基因-性状之间联系等方面取得了飞速发展，并积累了大批的数据。本实验室对甜橙基因组开展了denovo测序并获得其基因组草图。同时高通量分析技术也是研究柑橘响应贮藏逆境胁迫、揭示果实采后生命活动规律的重要新兴手段。本研究中，我们分别从基因组大小进化和基因转录调控模式等生物学角度出发解析这些序列数据和分子生理数据的属性特征及相互关系，主要包括了四部分内容:(1)分析柑橘转座元件的组成、类别、进化模式、活性和柑橘群体间的插入差异等;(2)研究全基因组复制在柑橘物种形成过程中发生的次数和时间，并通过共线性分析揭示柑橘染色体进化机制;(3)基于基因表达谱芯片解析椪柑低温贮藏中生理变化的主要调控元件和关键功能模块;(4)从结构、生理代谢和基因表达等水平研究采后打蜡处理对椪柑果实线粒体的影响。主要结果如下: 1.柑橘转座元件的注释和进化特征 (1)转座元件在甜橙和克里曼丁橘基因组序列中分别占18.38％和20.56％。其中反转录转座子在全部转座元件序列中所占的比率为95％，而DNA转座子仪占5％。反转录转座子的Copia和Gypsy类型是含量最多的转座元件类型，分别占40％和50％左右。 (2)在甜橙基因组中分析得到了1331条全长反转录转座子，并依据序列相似度将其归于198个Copia家族和130个Gypsy家族;在克里曼丁橘基因组中得到2394条全长反转录转座了，将其归于213个Copia家族和99个Gypsy家族。两个基因组中的80％反转录转座子家族所含全长序列成员数都小于5个，表明这些家族有着较低的基因组扩增速率。而15个所含成员最多的家族分别占甜橙和克里曼丁橘基因组总序列的10％和13.9％。基于RT结构域的系统发生分析发现，Copia家族的扩增有着明显的进化分支偏好性。 (3)反转录转座予在甜橙和克里曼丁橘基因组中半衰期分别为0.67myr和0.55myr，且不同家族有着不同的扩增高峰期。 (4)部分反转录转座子家族仍保留转录活性，并在塑造柑橘不同品种基因组结构中发挥了作用。 2.柑橘全基因组复制 (1)甜橙943个标记的连锁图用于定位了161个denovo测序得到的scaffolds，总长为239Mb，含有的基因数目为22873个。 (2)在甜橙染色体1-2-4，3-4-6，3-5-9，5-7-8，4-6-8，1-4-7之间检测到同源倍增区段，对应着1321对同源基因。这些基因的Ks分布呈正态分布特征并只含有一个峰值(Ks=1.27)，推测在柑橘基因组进化过程中只发生过古老的γ复制事件，而没有发生新的全基因组复制。 (3)柑橘基因组和拟南芥、可可、苹果、草莓、葡萄基因组共线性分析表明柑橘和可可、葡萄基因组有着较高的共线性关系，从而说明甜橙较好地保留了古老染色体状态。而至少发生了49次重组和融合事件后导致柑橘染色体从古老双子叶祖先的X=7状态进化到现今X=9的染色体核型。 3.椪柑（CitrusreticulataBlanco）采后低温贮藏转录组分析 (1)椪柑表达谱芯片结果表明，低温贮藏转录本中有2161个差异表达基因，包含了975个上调表达和1186个下调表达的基因。而表达改变主要发生在低温贮藏60d以后。上调表达基因主要对应了基因转录调控，逆境胁迫应答因子和激素信号等功能。 (2)有92个与激素相关的基因和98个转录因子表达水平发生了改变。其中乙烯信号途径相关基因表达均上调，而AP2-EREBP和C2H2转录因子家族上调表达数日达到显著水平。 (3)可溶性糖（蔗糖，葡萄糖和果糖）变化模式都为贮藏前60d略有上升，而60d后下降。而相应的蔗糖酶表达上升，淀粉水解酶表达下降。 4.椪柑（CitrusreticulataBlanco）采后低氧胁迫与线粒体功能的关系 (1)经打蜡处理后的果实，乙醇和乙醛含量提高显著;ATP和NADPH下降显著;POD活性下降显著;线粒体结构变化明显，表现为内嵴消失，线粒体蛋白溢出等。 (2)对打蜡果实的代谢组分析得到50种代谢物，其中有18种物质含量变化显著，包括有机酸，氨基酸，嘌呤，糖和糖衍生物等。 (3)通过同源序列法，我们获得了400个线粒体定位蛋白，217个叶绿体定位蛋白，116个液泡定位蛋白和119个质膜定位蛋白的相应核苷酸序列信息，并与597柑橘转录因子一并设计探针，定制了一款含1569个基因的Agilent寡核苷酸芯片。 (4)在常温(R)，打蜡常温(WR)和打蜡低温(WL)三种贮藏条件下，一共有474个差异表达基因;而这三种贮藏条件对应的差异基因数目分别为181，400和90，表明WR果实中基因表达变化最大。 (5)变化显著的功能模块中，NADH参与的ATP合成模块、N代谢和转录调控等为上调表达模块，而其余的多为下调表达功能模块。 (6)在R，WR，WL贮藏条件果实中分别有68，180，70个差异表达的转录因子，主要包括了AP2-EREBP，NAC，WRKY，C2H2，MYB-related家族等;其中AP2-EREBP和HB家族的部分成员与线粒体基因表达正相关。 (7)代谢物和转录本间整体相关性不高，但部分有机酸代谢和电子呼吸链间，可溶性糖和线粒体基因组转录间存在较高相关性。