论文部分内容阅读
核桃（Juglans regia L.）是重要的“木本粮油”生态树种，为二倍体植物(2n=32)，全基因组约为606Mb。‘香玲’核桃胚中脂肪含量高达64.1g/100g，多不饱和脂肪酸含量为39.27g/100g，亚油酸（36.16g/100g）和亚麻酸（3.21g/100g）的比例接近于4：1的比例，其营养构成适宜于人体健康，是“21世纪的超级食品”。本研究针对‘香玲’核桃脂肪含量高，多不饱和脂肪酸比例高的特点，通过构建核桃花后60d、90d和120d脂肪积累期胚组织的转录组和表达谱；分析核桃胚脂肪积累期的基因表达模式及其代谢通路；分析核桃胚脂肪积累期脂肪代谢相关基因的表达模式；利用转录组数据，克隆编码核桃脂肪酸合成过程中的关键酶——异质型乙酰辅酶A羧化酶（ACCase）4个亚基的基因。为进一步研究核桃生长发育相关基因功能及调控机制和核桃分子标记开发等研究提供了基础。主要结论如下：1、转录组测序得到55,047,078条clean read，经组装共得到44,503条unigene，平均长度为732bp；103,324条contig，平均长度为327bp。初步获得一批核桃胚发育过程特有的基因序列和具有完整ORF的重要功能基因转录物序列。2、对转录组测序得到的unigene进行功能注释，共有35,042个转录本被注释，占所有unigene的比例达78.74%。其中有33,763个转录本被注释到Nr蛋白数据库；有11,119个转录本被注释到Swissprot蛋白数据库；10,822个转录本被注释到COG数据库；15,174个转录本被注释到Gene Ontology（GO）数据库；在KEGG数据库比对中，有17,820条unigene被注释到了124个已知的代谢或信号通路（pathway）中，67（0.38%）条unigene被注释到脂肪酸合成通路，54（0.3%）条unigene被注释到不饱和脂肪酸合成通路，6（0.03%）条unigene被注释到脂肪酸链延伸通路。3、通过表达谱差异分析，共检测到16,750条差异表达基因；其中90DPA vs60DAP、120DPA vs60DPA和120DPA vs90DPA分别有8103、7503和1144条差异表达基因，并分别有4108、3906、608条差异基因被注释。差异基因比对分析显示，在脂肪合成盛期上调表达的基因均为乙酰辅酶A羧化酶、脂肪酸合酶以及与加碳链延伸相关的基因。本研究还利用荧光定量PCR技术对随机挑选的参与核桃脂肪酸合成的10条基因进行表达量验证，结果表明有9条基因与表达谱检测的表达趋势一致。4、成功克隆了组成核桃异质型ACCase的4个亚基的基因BC、BCCP、 α-CT和β-CT的ORF。BC基因的ORF长1605bp，编码535个氨基酸，与山茶花（camellia japonica）BC亚基聚为一支，同源性最高； BCCP基因的ORF长840bp，编码280个氨基酸，与鳄梨（Persea americana）BCCP亚基聚为一支，同源性最高；α-CT基因的ORF长2310bp，编码770个氨基酸，与可可（Theobroma acao）α-CT亚基聚为一支，同源性最高；β-CT基因的ORF长1497bp，编码499个氨基酸，与黑栎（Quercuskelloggii）β-CT亚基聚为一支，同源性最高。通过荧光定量PCR检测各亚基在核桃胚发育过程中的表达动态，结果基因表达动态显示与脂肪积累的动态一致。