多星韭种子休眠生物学特性与解除机制研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cjl7648893
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
多星韭是多年生草本植物,兼具观赏和药用价值。世界上面积最大的天然野生韭花带成为贵州省毕节市赫章县旅游开发的重要资源。但是随着近些年的人为开发,多星韭的生长环境受到威胁,导致野生资源大量减少,加强对野生多星韭的保育十分重要。本研究以多星韭种子为研究对象,探究种子生物学特性,进行染色体倍性鉴定及基因组大小估测、种子代谢组学分析,建立了一种适宜多星韭种子萌发的方法,研究了多星韭种子萌发过程中的生理生化变化,利用转录组学方法解析了适宜温度条件下(25℃)多星韭种子解除休眠的分子机制,为野生多星韭资源的发掘、利用和保育提供科学依据。主要结果如下:1.确定了赫章县多星韭的倍性,预测了多星韭核基因组大小。结果表明,供试多星韭为四倍体,基因组大小约33.02 Gb;四倍体多星韭染色体数为4n=4x=28,流式细胞仪检测与根尖压片法的鉴定结果完全一致2.分析了野生多星韭籽的成分组成及其与栽培韭籽的成分差异。利用广泛靶向代谢组学技术,对多星韭籽和栽培韭籽的成分进行UPLC-MS/MS分析,共检测出782种代谢物质。上下调幅度位居前20的代谢物质包括氨基酸及其衍生物、三萜皂苷、甾体皂苷、黄酮醇、黄酮、异黄酮、游离脂肪酸、酚酸、生物碱、吲哚类生物碱等。在KEGG Pathway中共注释到84条具有差异的代谢通路,包括黄酮和黄酮醇的生物合成、托烷、哌啶和吡啶生物碱的合成、类黄酮生物合成和苯丙烷类生物合成等4条显著富集的差异代谢物通路(p<0.1)。3.研究了多星韭种子的细胞学特征和休眠特性。多星韭种子由种皮、胚和胚乳3部分组成,未见明显子叶。多星韭种子研磨提取液能明显降低油菜种子发芽率,抑制油菜种子胚根伸长,证实多星韭种子存在内源萌发抑制物;随着对提取液稀释,这种抑制作用会减弱,不同极性提取溶剂抑制效应表现为甲醇相>乙酸乙酯相>丙酮相>正己烷相>水相,抑制物极性分布范围较广。结合代谢组学分析结果,多星韭种子内存在有机酸、酚酸、醛类、不饱和内酯以及酚类化合物、生物碱等抑制种子萌发的物质。4.建立了一种可打破多星韭种子休眠的萌发方法。结果显示温度会显著影响多星韭种子的萌发,25℃是多星韭种子的最适萌发温度。25℃恒温培养条件下多星韭种子的发芽率最高,达84.3%,显著高于15℃下的52.9%、20℃的71.6%和30℃的75.4%;生理生化指标测定结果显示,多星韭种子萌发过程中,25℃处理下淀粉含量下降幅度最大、露白前可溶性糖含量在25℃处理下均显著高于15℃处理、25℃处理下的过氧化物酶与6-磷酸葡萄糖脱氢酶活力高于15℃和20℃处理。5.通过对15℃和25℃处理下吸水饱和(PD)、露白(DR)、萌发(ND)3个不同阶段的多星韭种子进行RNA-seq分析,对差异表达的unigene进行分析发现温度通过影响DNA复制、错配基因修复、细胞信号转导等途径来影响细胞的活化和修复、贮藏物质的分解利用、能量代谢等过程,调控多星韭种子的萌发。本研究以多星韭种子为研究对象,对多星韭的染色体倍性、核基因组大小、多星韭籽的成分构成以及解除休眠萌发机制进行了系统的基础性研究。
其他文献
翻译后修饰在调控植物的生长发育过程中起着非常重要的作用。类泛素小蛋白修饰物(Small ubiquitin-like modifier,SUMO)是一种关键的翻译后修饰蛋白,其对底物蛋白的SUMO化修饰调控了植物的许多生物学过程,包括生长过程中的生理生化变化、开花期以及抵抗环境胁迫和病原体的入侵等。然而,在甘蓝型油菜中,SUMO化修饰系统中的基因功能却鲜有报道。因此,本研究对甘蓝型油菜SUMO化修
学位
针对我国油菜生产面临现有栽培技术与资源配置互作潜力挖掘不充分,资源利用率低、投入高、效益低等问题,研究不同栽培措施下油菜温、光、水、肥资源利用效率变化规律以及响应机制。本研究于2018-2021三年度在华中农业大学试验田设置了三个单因素试验:供试品种选用华油杂62(常规高产)和华油杂158(优质高油)两个油菜品种,设计三个播期梯度S1(早播9月20日)、S2(适播10月1日)、S3(晚播10月10
学位
企业在创新过程中大量的资金需求和技术创新产出带来的高额回报是创业投资发展的动力,推动着创投机构的持续发展。随着联合投资在世界各地的广泛应用,近年来,创投网络成为一种普遍现象。创投网络一方面有助于风投获取更多在培植项目方面的经验与信息,为创新机构评估企业提供意见,通过选择机制使创投机构选择最为合适的联合投资伙伴,有效降低投资风险。另一方面,创投网络为创投机构带来丰富的互补资源,有助于创投机构获取更多
学位
成熟叶绿体是高等植物光合作用的主要场所,对叶绿体发育相关基因的研究是探讨叶绿体发育机理与功能的重要手段,也可以挖掘作物光合作用的潜力,从而增加作物产量。据研究,ABC转运蛋白参与植物生长发育的许多过程,其中一些ABCI亚族蛋白与叶绿体发育紧密相关,而目前在甘蓝型油菜中尚无ABCI亚族成员的报道。本研究以甘蓝型油菜Bn ABCI8为研究对象,分析了其分子特征、保守结构域、组织表达模式、亚细胞定位等,
学位
甘蓝型油菜是我国主要的油料作物,也是世界上最重要的油料作物之一。含油量作为油菜产油量的重要构成因子,是油菜遗传改良的重要目标。621R和195-14A是本实验室选育的甘蓝型油菜核心骨干亲本,其综合性状良好且具有较高的配合力,但是含油量还有较大的提升空间。本研究利用回交育种结合分子标记辅助选择(MAS)的策略,将源于ZS11的高含油量QTL位点OilA5-1和qOCA10导入到621R中,将高含油量
学位
黄萎病是危害棉花生产最严重的病害,病害发生会严重影响棉花的产量和品质。解析棉花对黄萎病的免疫反应机制,鉴定关键抗病基因服务棉花抗病分子育种对于防控棉花黄萎病具有重要意义。本研究通过sRNA测序和降解组测序,鉴定了差异表达的miRNA及其靶基因,并对miR482/2118在棉花对黄萎病菌的防御反应中发挥的作用进行了研究。主要研究结果如下:1.通过对接种黄萎病菌后的棉花根部样品进行sRNA测序和降解组
学位
高校作为我国科技创新体系的重要主体,其创新效率的高低直接影响我国整体科技创新的效率。为了充分发挥高校科技创新主体的作用,增加其创新产出,提升其创新效率,国家出台了一系列的产学研合作政策,支持高校与企事业单位间的协同创新活动。由于经济、市场环境等因素的影响,不同区域高校在开展协同创新、创新效率等方面存在较大差异。因此,如何将协同创新引入到高校科技创新效率评价之中,测度与分析不同区域高校科技创新效率的
学位
水稻(Oryza sativa L.)是我国重要的粮食作物,其生产过程通常需要消耗大量的淡水资源,同时带来温室气体排放、水体富营养化等众多问题。节水抗旱稻具有节水抗旱、高产优质、适合轻简栽培的特点,发展节水抗旱稻是在资源节约、环境友好的基础上保证国家粮食安全的有效途径。陆稻是培育节水抗旱稻的重要基因资源,本研究针对前期发掘的一个在陆稻旱作适应中发挥节点调控作用的水陆分化基因OsDUF6进行功能研究
学位
玉米(Zea mays L.)是在世界范围内广泛种植的一种农作物,培育优良玉米品种对于维护国家粮食安全起着重要作用。目前栽培玉米的种质基础较为狭窄,逐渐成为玉米进一步改良工作的主要障碍,玉米的野生近缘种大刍草中有着许多未被利用的优良性状与优异等位基因,对其进行研究与利用将有助于拓宽玉米种质资源,为现代玉米育种改良提供优异基因资源。本研究使用我国主栽品种郑单958的一个优良亲本Zheng58和两个大
学位
油菜是我国重要的油料作物之一,提高油菜产量是育种研究的重要目标。粒重是构成油菜产量的三要素之一,在提高油菜产量中具有重要作用。本课题组前期利用HZ396和NIL(Y106)杂交F1构建的双单倍体群体,鉴定到一个粒重QTL q SW.C9。遗传定位和互补验证表明候选基因Bna C9.RINGb具备调控甘蓝型油菜角果长和粒重的功能,并通过酵母双杂交实验鉴定到HY35(AT4G16360)与Bna C9
学位