白樺四倍體的生長生殖特征及基因轉錄組分析.pdf

1、林木多倍體形態(tài)上的巨大性受到林木育種工作者的廣泛重視，研究林木染色體加倍后基因轉錄調控的變化，對于深入理解林木多倍體的變異具有重要意義。本研究以前期獲得的白樺四倍體為試材，對其表型特征、光合特性、生理指標、花粉特性等進行觀察，同時開展了基于RNA-Seq技術的轉錄組學研究，為深入理解白樺四倍體的變異、白樺重要性狀關鍵調控基因的克隆以及白樺基因工程育種提供了參考。研究結果如下:
　　白樺四倍體的葉部形態(tài)具有明顯的巨大性，其葉面積和氣

2、孔長度分別高于二倍體的10.54％和95.73％。四倍體的光合作用明顯強于二倍體，其凈光合速率、PSⅡ實際光化學效率和光化學淬滅分別比二倍體高13.33％、12.38％和10.68％。四倍體在生理指標和激素含量方面與二倍體的差異達到顯著水平，四倍體的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、葉綠素含量、生長素含量、脫落酸含量和赤霉素含量分別比二倍體高8.24％、12.52％、6.21％、32.93％、13.15％和39.43％。白樺四倍體的花序也表

3、現出巨大性，雄花序長度和雄花主苞片長度分別比二倍體高44.02％和9.30％，果序長度和果序直徑分別高于二倍體16.40％和33.69％，花粉直徑較二倍體高27.75％。白樺四倍體的不育性主要體現在雄配子體上，白樺四倍體的花粉萌發(fā)率比二倍體低64.66％。此外，不同白樺四倍體的生長和生殖特性也具有明顯的差異。
　　采用Solexa技術測定了白樺四倍體和白樺二倍體的轉錄組，通過轉錄組的測序和組裝，共得到132427個unigene，

4、其中47.61％的unigene得到注釋。根據Nr數據庫的注釋結果，55.78％的unigene與已知序列具有較高的同源性;17.99％的unigene與已知序列具有較高的相似度;來源于葡萄的unigene最多，占注釋unigene的34.08％。白樺四倍體與二倍體相比，共有1166個unigene上調表達，890個unigene下調表達。GO分析表明白樺四倍體與二倍體在其他器官細胞凋亡、細菌起源分子的細胞響應、細胞凋亡、鐵離子結合、蛋

5、白絲氨酸-蘇氨酸磷酸酶活性、血紅素結合、單加氧酶活性、高親和性銅離子跨膜轉運蛋白活性和四吡咯結合等9個方面差異顯著。Pathway分析表明白樺四倍體與二倍體在RNA聚合酶、嘧啶代謝、植物與病原體相互作用、嘌呤代謝、二苯乙烯類化合物、二芳基庚酸類化合物和姜辣素的生物合成、檸檬烯和蒎烯的降解和次生代謝產物生物合成等7個途徑差異顯著。白樺四倍體與二倍體以及不同白樺四倍體之間在RNA聚合酶、基礎轉錄因子、核糖體、植物激素合成及信號轉導、糖代謝以