基于轉(zhuǎn)錄組測序的任豆細胞壁次生生長研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、任豆(Zenia insignisChun)是中國華南、西南及東南亞石灰?guī)r地區(qū)的特有樹種,是我國二級保護植物。任豆生長速度快,耐干旱耐貧瘠,是石灰?guī)r地區(qū)石漠化治理的優(yōu)良樹種兼有一定的經(jīng)濟價值。本文利用Illumina Hiseq2500平臺對任豆不同組織部位進行轉(zhuǎn)錄組測序,分析了細胞壁合成相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄水平表達量,結(jié)合顯微觀察、細胞壁成分測定等實驗結(jié)果,對任豆不同組織部位的細胞壁次生加厚和木質(zhì)化規(guī)律進行了分析,為深入研究任豆細胞壁次生加

2、厚分子機理提供了遺傳學基礎(chǔ),主要研究結(jié)果如下:
  1.對任豆莖木質(zhì)部及葉進行轉(zhuǎn)錄組測序,以探究任豆不同組織部位細胞壁次生生長規(guī)律,共獲得26.22 Gb原始數(shù)據(jù)并組裝成94,580條Unigene,平均長度為726 nt,其中31,802條Unigene被注釋到不同的功能數(shù)據(jù)庫,獲得了豐富的任豆轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)。
  2.利用生物化學方法對任豆莖上部、中部、下部及葉四個部位進行細胞壁成分分析,獲得了不同組織部位細胞壁三大成分數(shù)據(jù)

3、,發(fā)現(xiàn)莖下部纖維素、半纖維素和木質(zhì)素含量在細胞壁總質(zhì)量中占比均高于其他組織,木質(zhì)纖維素含量最高,說明莖下部細胞壁次生加厚最成熟,木質(zhì)化程度明顯高于其他組織部位。
  3.切片觀察莖上部、中部、下部木質(zhì)部細胞壁結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)莖下部木質(zhì)部區(qū)域范圍最大,細胞壁加厚最明顯,厚度達2.066μm,遠高于上部和中部;激光共聚焦顯微鏡觀察,莖中部和下部切片大范圍檢測到木聚糖特異的單克隆抗體LM10熒光信號,且下部信號最為強烈,說明莖下部細胞壁半纖維

4、素含量最高,符合細胞壁成分分析結(jié)果。莖和葉四個樣品的FT-IR曲線波峰特征進行細胞壁不同成分含量的推測,結(jié)果也與化學檢測結(jié)果相符。
  4.對轉(zhuǎn)錄組結(jié)果進行分析,得到任豆各組織部位細胞壁次生加厚相關(guān)基因的表達特點,對部分基因進行了熒光定量PCR驗證,q-PCR結(jié)果與轉(zhuǎn)錄組FPKM值基本一致。
  5.光鏡觀察細胞壁上部莖切片,發(fā)現(xiàn)皮層中有多層細胞組成的環(huán)狀厚壁組織。皮層中厚壁組織間苯三酚染色具有明顯的顯色反應(yīng),說明其木質(zhì)化程

5、度較高。對任豆皮層環(huán)狀厚壁組織和莖木質(zhì)部進行轉(zhuǎn)錄組測序,以探究厚壁組織與木質(zhì)部細胞次生加厚差異,共獲得19.06 Gb原始數(shù)據(jù),拼接成75,172條Unigene,平均長度853 nt,其中39,159條Unigene獲得功能注釋。
  6.厚壁組織和木質(zhì)部細胞壁單糖成分測定發(fā)現(xiàn),兩者單糖組成類型相似,含量有差異;激光共聚焦顯微鏡下,皮層厚壁組織檢測到強烈的木聚糖特異單克隆抗體LM10熒光信號,綜合以上結(jié)果推斷厚壁組織與木質(zhì)部細胞

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