棉花體細(xì)胞胚與合子胚比較轉(zhuǎn)錄組分析.pdf

1、棉花是重要的經(jīng)濟(jì)作物，現(xiàn)代植物生物技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為棉花育種開辟了新領(lǐng)域。在目前完善的體細(xì)胞再生體系是生物技術(shù)應(yīng)用于遺傳改良的基礎(chǔ)，因此開展體細(xì)胞再生研究具重要意義。植物體細(xì)胞胚胎是體細(xì)胞在適宜的離體環(huán)境下重建獲得胚性能力的產(chǎn)物，在發(fā)育過程中經(jīng)歷了與合子胚胎發(fā)育相似的形態(tài)變化后最終發(fā)育成再生植株。
　　 在本研究中，我們以陸地棉品種豫早1號（Gossypium hirsutum cv.YZ1）作為實驗材料，通過體細(xì)胞胚和合子胚三

2、個平行發(fā)育時期——球形期、魚雷期和子葉期的組織細(xì)胞學(xué)觀察揭示了兩類胚胎在形態(tài)和細(xì)胞水平的差異。為了挖掘棉花體細(xì)胞胚發(fā)育過程特異的轉(zhuǎn)錄基因，我們使用新一代測序技術(shù)數(shù)字基因表達(dá)譜(DigitalGene Expression)全面分析了體胚和合子胚發(fā)育過程中的基因轉(zhuǎn)錄情況。平行發(fā)育時期兩兩比較時，經(jīng)過篩選后分析發(fā)現(xiàn)一些維持細(xì)胞胚性能力相關(guān)的基因在體胚與合子胚中表達(dá)基本相一致，同時在嚴(yán)格的表達(dá)量和表達(dá)變化值篩選后共分離得到4242個基因在體胚

3、與合子胚平行發(fā)育時期存在表達(dá)差異。表達(dá)模式分析可將這些差異表達(dá)基因分為三個大類，其中兩大類基因在體胚發(fā)育中表達(dá)量高于合子胚中。在表達(dá)模式分類基礎(chǔ)上進(jìn)行功能聚類分析后發(fā)現(xiàn)體胚發(fā)育過程富集了大量逆境響應(yīng)基因表達(dá)，表明體胚發(fā)育伴隨強(qiáng)烈的逆境響應(yīng)。我們從中挑選了27個不同表達(dá)水平的逆境相關(guān)基因做RT-PCR驗證，該結(jié)果進(jìn)一步證實了逆境相關(guān)基因在體胚中表達(dá)量確實高于合子胚中。而且，經(jīng)由適宜濃度NaCl和ABA誘導(dǎo)的逆境脅迫處理均一化的胚性愈傷后可