【摘 要】
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兰花（Cymbidium）具有重要的观赏、文化和经济价值以及广阔的市场前景。重离子辐照育种具有操作简单、诱变率高、培育周期短等优点,在花卉育种研究中已有一些研究报道,但在兰花上报道较少。本研究以杂交组合17-33、‘12g-5’、‘小凤兰’根状茎及‘宫粉佳人兰’类原球茎为材料,研究重离子辐照对兰花中间繁殖体存活、分化和诱变的效应,寻找在‘君豪兰’根茎叶中进行基因表达分析的内参基因,对‘线艺君豪兰’
【基金项目】
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广东省科学技术厅项目《兰花快速高效低耗育种技术体系的建立和新品种选育》（2017B020201010）； 广州市农业局农业科技专项《高档盆花新品种选育研究与生产示范》（1810593）； 广州市科技计划项目产学研协同创新重大专项《易产业化墨兰新品种选育与示范推广》（201604020065）；
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兰花（Cymbidium）具有重要的观赏、文化和经济价值以及广阔的市场前景。重离子辐照育种具有操作简单、诱变率高、培育周期短等优点,在花卉育种研究中已有一些研究报道,但在兰花上报道较少。本研究以杂交组合17-33、‘12g-5’、‘小凤兰’根状茎及‘宫粉佳人兰’类原球茎为材料,研究重离子辐照对兰花中间繁殖体存活、分化和诱变的效应,寻找在‘君豪兰’根茎叶中进行基因表达分析的内参基因,对‘线艺君豪兰’和‘君豪兰’进行转录组测序和比较分析,找出与线艺性状突变有关的候选基因。主要研究结果如下:1.兰花中间繁殖体的重离子辐照效应。重离子辐照导致杂交组合17-33、‘12g-5’、‘小凤兰’根状茎及‘宫粉佳人兰’类原球茎死亡,40 Gy辐照的最终死亡率分别为100%、96.15%、92.00%和95.19%。20 Gy的17-33根状茎和40 Gy的‘宫粉佳人兰’类原球茎分别在培养160 d和240 d后恢复生长。SSR标记分析结果表明,0 Gy的17-33根状茎和0、40 Gy的‘宫粉佳人兰’类原球茎均未扩增出多态性条带,而20 Gy的17-33根状茎扩增出两条多态性条带,多态率为2.0%。2.利用ge Norm、Norm Finder和Best Keeper软件对Rps3、GAPDH、ACT、EF1α、Ch ACT、Ch TUB、Ch UBQ、Ch EF-1a、Chrpo B、Rps19、18S、Rpo B、TUB、26S和Psa B15个内参基因进行了表达稳定性评估。结果表明,Rps19和Ch UBQ适合作为‘君豪兰’根茎叶中基因表达分析的内参基因。3.利用Illumina Hiseq X技术对‘君豪兰’和‘线艺君豪兰’的叶片和根、茎混样进行转录组测序,共获得75,985个unigene,其中差异表达基因有13059个,在差异表达基因中,4034个基因表达上调,9025个基因表达下调。在‘君豪兰’和‘线艺君豪兰’叶片中差异表达基因有8808个,2415个基因表达上调,6393个基因表达下调。KEGG分析结果显示,叶片中差异表达基因富集在次生代谢产物的生物合成等124个生物代谢通路中,其中,与叶艺发生有关的通路有花青素苷合成、光合作用-天线蛋白、卟啉与叶绿素代谢、类黄酮生物合成和光合作用途径,在这些代谢通路中差异表达基因数分别为8、7、3、16和14个。4.从与叶艺发生有关的生物代谢通路中选择20个差异表达基因进行q RT-PCR分析。结果筛选出2个与兰花线艺性状突变有关的候选基因,分别为CYP76B10和PSBO。通过上述研究,明确了12C6+重离子辐照对兰花中间繁殖体存活和诱变效应,初步确定了与君豪兰线艺突变的相关基因,为深入研究重离子辐照诱变的分子机理、建立兰花高效重离子辐照诱变育种技术体系和选育突破性兰花新品种奠定了基础。
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