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火龙果作为一类新兴水果,具有较高的营养价值和保健价值,愈受消费者喜爱。在植物生命周期中,开花作为营养生长向生殖生长的标志,是适应季节变换的重要响应措施。火龙果作为长日照被子植物,定然也需要开花来进行发育阶段的转换。在我国,大多数火龙果花在5月至10月底开花。即使是地处独特的热带气候的海南岛,在11月份后,由于光照时间的不足,火龙果也不会开花了,严重制约了火龙果在冬季的产量。目前,生产上进行的补光措施虽然能够催花,但是缺乏理论支撑,具有一定的盲目性,同时也造成了电力资源的浪费。同时,国内外对于拟南芥等模式植物的开花机制研究较多,但在火龙果这种新兴的热带植物中,其诱导开花的基因调控网络在国内外就鲜有研究。为了优化生产上火龙果冬季补光的策略以及初步探究诱导火龙果开花的调控网络。本论文展开了两个方面的研究。一方面以“金都一号”火龙果作为实验材料,通过统计三批不同时间点的开花数探究不同的光谱和补光时间对于火龙果开花的影响,得出最优的海南冬季火龙果补光措施。同时测定可溶性糖、可溶性蛋白和花青素的含量在不同的光谱和光照时间下是否有显著的变化,从而在宏观上对冬季诱导火龙果开花提供理论支撑。另一方面选取四个不同的火龙果阶段进行高通量转录组测序并通过对比分析,筛选出与诱导开花相关的差异表达基因。而后进行qPCR验证、组织特异性检测和生物信息学分析。为后续深入研究火龙果开花相关的基因等分子机制的研究打下基础,同时为分子技术创造新的火龙果品种提供理论依据。研究结果如下:1、补光时间和光谱对诱导火龙果开花不仅主效应明显而且有着显著的交互作用。2月初至2月下旬,建议采用组合光15 W,补光时长至少5小时。2月下旬至3月上旬,建议采用组合光15 W,补光4小时。3月上旬到3月底,建议采用组合光15 W,补光3小时。2、补光时间和光谱对于火龙果可溶性糖含量的主效应不显著,交互效应也不显著。补光时间和光谱对可溶性蛋白含量的主效应不显著,但是交互效应显著,在组合光补光2h下达到蛋白含量达到最低值。光谱对于花青素含量的有显著的主效应,在红光、组合光、蓝光的条件下均显著下降;补光时间对花青素的主效应不显著,交互作用也不显著。3、转录组原始数据经过过滤组装后得到68113个Unigene,总长度为60580077 bp,所有样品表达的基因有67394个。将Unigene与四大数据库进行比对后发现有注释的基因共有29959个。其中有29782(43.72%)个Unigene在Nr中获得功能注释,20716(30.41%)个Unigene在Swissprot数据库中获得功能注释。在KOG和KEGG中分别有 18088(26.55%)、11059(16.23%)个 Unigene 获得功能注释。4、对不同组间的差异表达基因进行GO分析,发现主要集中在membrane、catalytic activity、transport activity、metabolic process 和 single-organism transport 上。接着进行KEGG pathway 分析,发现 NL-VS-LO 的 DEGs 主要集中在 Plant hormone signal transduction(ko04075)和 Circadian rhythm-plant(ko04712);其他组间的 DEGs主要集中在 Metabolic pathways(ko01100)、Biosynthesis of secondary metabolites(ko01 110)和 Starch and sucrose metabolism(ko00500)上。5、通过转录组数据筛选出ATP合成和蔗糖合成酶相关的基因,挑选了生长素、茉莉酸、油菜素类固醇和赤霉素等激素途径相关的基因。找出了 CO、FT的同源基因和circadian clock相关的基因,找到了编码CDF、MADS-box和TCP对于开花比较重要的转录因子的基因。6、将上述具有代表性的基因挑选出表达量较高的32个基因进行qRT-PCR验证,表明转录水平的表达趋势与转录组测序结果基本相符。并从中挑选出CDF-3 like,CO-15like,FT,TCP14,和编码 agamous-like MADS-box protein AGL12 的基因进行组织特异性检测,表明在茎、花、果的不同发育阶段和不同部位都有表达。7、通过本次研究筛选出的差异表达基因以及参考相关文献整理出一部分诱导火龙果开花的调控网络图,为后续深入探究火龙果开花代谢通路提供研究思路。