枇杷花粉管生長發(fā)育相關基因片段的克隆及表達分析.pdf

1、花粉管作為雄性生殖單位的載體，其萌發(fā)及伸長是開花植物有性生殖的重要階段，并在植物授粉受精過程中起到了重要的作用。二倍體和天然三倍體枇杷在生殖發(fā)育過程存在較大的差異，三倍體枇杷在減數分裂、授粉受精過程中存在異常現象，其中大部分花粉管萌發(fā)和伸長受阻。花粉管生長發(fā)育受眾多基因調控，而三倍體枇杷花粉管生長發(fā)育受阻可能與其過程中部分的基因表達差異有關。因此，研究三倍體枇杷花粉管生長發(fā)育調控機制，對三倍體枇杷生殖發(fā)育相關研究提供重要參考，且對研究多

2、倍體植物授粉受精調控機理具有重要的生物學意義。
　　本研究在“龍泉1號”二倍體(B2)和天然三倍體突變體(B355)轉錄組測序和數字表達譜分析的基礎上，篩選與花粉管生長發(fā)育相關的5個基因進行片段克隆;利用生物信息學分析5個基因片段的生物學特性;并利用實時定量熒光PCR(qRT-PCR)技術進行5個基因片段的時空表達特性分析。以期探討這些基因在不同倍性枇杷花粉管生長發(fā)育過程中的表達差異，明確其在不同倍性枇杷中的表達模式，從而為三倍體

3、枇杷花粉管生長發(fā)育相關的關鍵基因篩選和進一步分析三倍體枇杷育性網絡調控機理研究提供參考。本研究取得的主要結果如下:
　　1、B2和B355花粉管生長發(fā)育差異基因的篩選
　　在轉錄組測序和數字表達譜分析的基礎上，對2413個B2和B355的差異表達基因進行了分析，從中找到18個與花粉管相關的基因，并篩選出5個信息詳盡且在不同倍性中表達差異較大的基因，即CL1893，CL13463，CL12486，CL9564和Unigene4

4、683基因作為克隆候選序列。
　　2、枇杷CL1893，CL13463，CL12486，CL9564和Unigene4683基因片段克隆
　　①序列長度為1034bp的CL1893基因片段，與富亮氨酸重復類受體蛋白激酶(the leucine-rich repeats receptor-likeprotein kinase，LRR-LK)高度同源，預測該基因可能位于花粉管頂端，參與花粉管的生長發(fā)育過程;②序列長度分別為426

5、bp和736bp的CL13463片段和CL9564片段，初步判斷二者可能為ANX1和ANX2的同源基因，可能具有維持花粉管形態(tài)的功能;③序列長度為972bp的CL12486片段為鳥嘌呤核苷酸交換因子(Rho-GEF)的同源基因，預測它參與花粉管的生長;④序列長度為740bp的Unigene4683片段為果膠酯酶同源基因片段，該基因可能參與調控花粉管的生長速度。上述5個基因片段的功能預測顯示，均與花粉管生長發(fā)育相關。
　　3、CL1

6、893，CL13463，CL12486，CL9564，Unigene4683基因日寸空表達分析
　　5個基因的熒光定量結果顯示它們的表達模式相似，并且均與枇杷花粉管生長發(fā)育相關。 CL1893，CL13463，CL12486，CL9564，Unigene4683基因在二倍體和三倍體枇杷中的表達模式不一致。所有基因在“龍泉1號”二倍體枇杷的表達量整體高于三倍體;基因在二倍體枇杷花粉做父本的材料中的表達量高于以三倍體枇杷花粉作父本;基