金葉彎刺薔薇葉色突變基因的初步挖掘.pdf

1、金葉彎刺薔薇（Rosa beggeriana‘Aurea’ Huang）是經(jīng)γ射線輻射誘變彎刺薔薇（Rosa beggeriana）的種子得到的葉色金黃并具遺傳穩(wěn)定性的金葉突變體。目前有關(guān)薔薇屬植物觀賞性狀的研究主要在花色、花香、等方面，葉色突變的相關(guān)研究鮮見報道，探究金葉彎刺薔薇葉色突變的機理，可為培育金黃葉月季新品種奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。本試驗以彎刺薔薇為對照，在金葉彎刺薔薇轉(zhuǎn)錄組測序的基礎(chǔ)上，通過分析轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，初步篩選并挖掘了一些與黃化

2、葉色突變相關(guān)的重要基因，并以葉綠素合成途徑為研究重點，開展突變基因的進一步篩選、驗證，主要的研究結(jié)果如下：
　　1.通過文獻查找，整理了112個擬南芥相關(guān)基因編號，通過與金葉彎刺薔薇Unigene數(shù)據(jù)庫比對和篩選，最終挖掘出17個與金葉突變性狀相關(guān)的候選基因，涉及了葉綠素合成、葉綠體發(fā)育、葉綠素代謝、光合作用、類胡蘿卜素合成等5個生物途徑，其中同一發(fā)育時期金葉彎刺與彎刺的差異基因有11個，均為下調(diào)基因，且有5個基因?qū)儆谌~綠素生物合

3、成途徑，包括HEME1、HEME2、HEMC、CHLI和DVR；
　　2.通過qRT-PCR驗證了同一時期金葉彎刺與彎刺的11個候選基因的表達水平，結(jié)果表明除HCF106未出現(xiàn)顯著性差異（P<0.05），金葉彎刺10個基因較彎刺均有顯著下調(diào)（P<0.05和P<0.01），與轉(zhuǎn)錄組葉色突變相關(guān)代謝通路篩選的差異基因的結(jié)果基本一致；
　　3.通過生理和分子兩個方向驗證了金葉彎刺薔薇和彎刺薔薇的雜交F1代群體的遺傳穩(wěn)定性。一方面測

4、定了后代群體的葉綠素含量，結(jié)果表明群體后代金葉彎刺薔薇的葉綠素a（Chla）、葉綠素b（Chlb）、總?cè)~綠素（ChlT）及類胡蘿卜素（Car）含量均顯著低于彎刺薔薇，而Chla/Chlb則顯著高于彎刺薔薇（P<0.05和P<0.01），與親本相關(guān)的葉綠素定量實驗結(jié)果一致；另一方面，分析了5個葉綠素合成途徑的差異基因在雜交F1代群體中的表達水平，qRT-PCR結(jié)果顯示DVR與彎刺薔薇相比有顯著下調(diào)（P<0.05），HEME1、HEME2、

5、HEMC和CHLI較彎刺出現(xiàn)極顯著下調(diào)（P<0.01），與親本的表達情況一致，進一步證實金葉突變性狀的遺傳穩(wěn)定性；
　　4.被子植物葉綠素生物合成途徑是一個涉及到15種酶（由20多個基因編碼）的復雜連續(xù)反應，金葉彎刺薔薇葉綠素生物合成途徑的5個下調(diào)基因主要作用于葉綠素合成途徑的第4、第6、第9和第12個步驟，通過檢測葉綠素生物合成途徑前3個步驟的編碼基因的表達水平來推測影響葉綠素合成的關(guān)鍵基因，qRT-PCR結(jié)果顯示金葉彎刺薔薇3