【摘 要】
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天目铁木(Ostrya rehderiana)是中国东南部唯一的铁木属植物,目前仅存位于浙江临安西天目山保护区的5棵野生成年植株,是国家重点保护植物。5株植株中仅1株能够正常结种、种子
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天目铁木(Ostrya rehderiana)是中国东南部唯一的铁木属植物,目前仅存位于浙江临安西天目山保护区的5棵野生成年植株,是国家重点保护植物。5株植株中仅1株能够正常结种、种子数量较多,其余4个个体结种数量极少甚至不结种,存在育性高低差异。目前针对天目铁木濒危机制的研究多集中在其群落结构、光合呼吸特性、生长节律、种子特性及繁殖、遗传多样性等方面,未见关于其育性差异的机制解析。本研究从高、低育性天目铁木雌花序形态结构和发育过程的差异出发,利用转录组测序技术分析高低育性植株雌花序中基因的表达,筛选差异表达基因,对候选基因进行生物信息学分析、克隆和载体构建,开展功能研究,探索上述基因与天目铁木育性的潜在关系。所取得的初步研究成果如下:1、完成了高、低育性天目铁木雌花序的转录组测序和分析比较,结果表明天目铁木中涉及细胞结构组分、物质运输、物质代谢合成、防御反应、细胞信号转导等方面的大量基因在不同育性的雌花序中表达差异显著。2、从差异表达基因中筛选出了14个潜在的天目铁木育性相关基因,分析了这些基因编码蛋白的功能结构域、序列同源性以及进化保守性,初步预测了部分基因的潜在功能。结果表明这些候选基因功能涉及物质合成及运输、性器官发育、信号转导、细胞成分等方面。3、构建了14个天目铁木育性相关候选基因的过表达载体,并将构建的载体分别转化模式植物拟南芥,成功获取了9个异源过表达候选基因的转基因植株,分别为:2个35S:Or01纯合转基因系;2个35S:Or03纯合转基因系;3个35S:Or04纯合转基因系;6个35S:Or05纯合转基因系;6个35S:Or06(Or HMT)纯合转基因系;3个35S:Or09(Or BT)纯合转基因系;3个35S:Or12(Or GEX)纯合转基因系;1个35S:Or13(Or FLA)纯合转基因系;1个35S:Or14(Or TIP1)纯合转基因系。4、对上述纯合转基因系进行表型观察,35S:Or01转基因系的抽薹时间明显晚于野生型拟南芥。对转基因株系的开花相关基因表达情况进行检测,发现不同转基因系花序中开花相关基因表达量多与野生型植株存在显著性差异。
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