細(xì)莖柱花草轉(zhuǎn)錄組測(cè)序及耐寒相關(guān)基因的克隆與功能研究.pdf

1、分類號(hào)：Q786密級(jí)：博士學(xué)位論文細(xì)莖柱花草轉(zhuǎn)錄組測(cè)序及耐寒相關(guān)基因的克隆與功能研究柯善文指導(dǎo)教指導(dǎo)教師：解新明教授學(xué)院名學(xué)院名稱：林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院專業(yè)名專業(yè)名稱：草學(xué)答辯委員會(huì)主席：答辯委員會(huì)主席：張建國(guó)教授中國(guó)廣州2016年6月I摘要柱花草（Stylosanthesspp.）原產(chǎn)于美洲的熱帶和亞熱帶地區(qū)，最適宜的生長(zhǎng)緯度在北緯30至南緯30之間，是一類在全球熱帶地區(qū)栽培種植面積最大且應(yīng)用最為廣泛的優(yōu)良熱帶豆科牧草，可用于動(dòng)物的青飼

2、料、干草粉生產(chǎn)、水土保持和放牧等。柱花草的生長(zhǎng)習(xí)性為喜溫多濕，可在干旱和低肥力地區(qū)生長(zhǎng)，耐貧瘠，耐低磷，耐熱，耐酸性廋土，抗蟲害，但不耐低溫，低溫是限制柱花草向高緯度推廣的重要限制因子。本研究在柱花草的育種改良過程中，從細(xì)莖柱花草（S.guianensisvar.intermedia）中獲得一個(gè)較為抗寒的新品系“891”，利用新一代Illumina測(cè)序技術(shù)對(duì)該柱花草抗寒新品系在低溫（4℃）和適溫（28℃）環(huán)境下的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行測(cè)序，在轉(zhuǎn)錄組

3、測(cè)序的基礎(chǔ)上，對(duì)柱花草SgNAC1、SgNAC2和SgGH3基因進(jìn)行克隆及功能分析，主要研究結(jié)果如下：（1）對(duì)細(xì)莖柱花草抗寒新品系891和圭亞那柱花草TPRC20011同時(shí)進(jìn)行低溫（4℃）處理0h、24h和48h，測(cè)定不同低溫處理時(shí)期葉片的各項(xiàng)生理指標(biāo)，結(jié)果表明，低溫處理0h時(shí)，二者的各項(xiàng)生理指標(biāo)差異不大，但低溫處理48h后，TPRC20011的相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛含量分別是891的2.10與1.57倍，而891的脯氨酸、可溶性糖和可溶性

4、蛋白等可溶性滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的含量分別達(dá)到TPRC20011的1.45、1.24和1.28倍。說明891對(duì)低溫的抵御能力強(qiáng)于TPRC20011，對(duì)低溫具有一定的抗性。（2）對(duì)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序獲得的序列進(jìn)行過濾、拼接、組裝和注釋，從對(duì)照組（CK）和低溫處理組（LT）中分別獲得89868386和91942130條高質(zhì)量reads，可拼接出222717條長(zhǎng)度在201~12267nt之間的contig，這些contig進(jìn)一步組裝成83873個(gè)unigen

5、es。注釋結(jié)果表明，有107349、63990和53797個(gè)contig可分別注釋到NR、SwissProt和KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)，序列相似匹配度最高的物種為大豆（Glycinemax）。GO分類可將42.90%的contig歸入到3個(gè)功能類別的54個(gè)功能組，COG功能分類將25.57%的contig分為24個(gè)功能體系，此外，KEGG將21.50%的contig歸入到238條pathway。低溫脅迫和適溫條件下，顯著差異表達(dá)的unigenes