PbrmiR397α及PbrMYB169调控梨果实石细胞木质素合成的分子机制
发布时间：2023-02-06 12:00
石细胞是梨果肉中特有的性状,也是影响果实食用口感和加工品质的重要因素之一。我国梨多数主栽品种由于石细胞含量较多,肉质粗糙,口感多渣,严重影响了果实的品质和经济价值。早期的研究明确了石细胞属于厚壁细胞,其次生壁中木质素的合成与积累是引起石细胞硬化的重要因素之一,而木质素的研究主要集中在模式植物中,只有少数物种中报道了果实木质素形成机制。因此,本研究在梨果实microRNA测序和全基因组MYB家族成员鉴定的研究基础上,获得了调控果实木质素生物合成的关键候选基因PbrmiR397a和PbrMYB169,并开展了基因功能和分子调控机制的分析,结果如下:1、梨果肉石细胞在盛花后(DAF)21-49天迅速形成并积累,并且石细胞中木质素一旦合成就不会被降解。通过梨果实microRNA测序和靶基因预测发现,PbrmiR397a靶向多个漆酶(LAC)基因,但两者在梨果实石细胞形成中的调控机制尚不知晓。从‘砀山酥梨’(Pyrus bretschneideri)全基因组中,共鉴定到38个LAC基因,经保守结构域及系统发育进化树分析,被分成6个进化簇。其中,有6个LAC基因在21DAF和35DAF的果肉组织中...
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
引言
第一章 文献综述
1.1 梨果实石细胞与品质的关系
1.2 梨果实石细胞的形成过程和分布特点
1.2.1 梨果实石细胞的形成过程
1.2.2 梨果实石细胞的分布特点
1.3 木质素的特征和生物合成
1.3.1 木质素的结构
1.3.2 梨果实石细胞木质素
1.4 木质素的生物合成途径
1.4.1 苯丙氨酸裂解酶
1.4.2 肉桂酸氢化酶
1.4.3 香豆酸辅酶A连接酶
1.4.4 羟基肉桂酰辅酶A转移酶/对香豆酸羟化酶/咖啡酰莽草酸酯酶
1.4.5 咖啡酰辅酶A氧甲基转移酶
1.4.6 阿魏酸-5-羟化酶/咖啡酸甲基转移酶
1.4.7 肉桂酰辅酶A还原酶
1.4.8 肉桂醇脱氢酶
1.4.9 漆酶/过氧化物酶
1.5 木质素合成的调控网络
1.5.1 NAC转录因子
1.5.2 MYB转录因子
1.5.3 其他转录因子
1.5.4 转录后调控
第二章 PBRMIR397A调控梨果实石细胞木质素合成
2.1 材料方法
2.1.1 试验材料
2.1.2 组织学分析
2.1.3 果实中石细胞和木质素含量分析
2.1.4 LAC基因的鉴定、序列比对及进化树构建
2.1.5 PbrLAC亚细胞定位
2.1.6 RNA和DNA提取
2.1.7 表达分析
2.1.8 PbrmiR397a靶基因的预测及验证
2.1.9 瞬时转化梨果实验证PbrmiR397a和PbrLAC的功能
2.1.10 转化烟草植株及木质素分析
2.1.11 转基因烟草茎组织显微镜观察
2.1.12 SNP查找、顺式元件预测、进化树分析
2.1.13 瞬时转化叶片原生质体双荧光素酶分析
2.1.14 统计分析
2.1.15 高分辨率溶解曲线
2.1.16 基因登录号
2.2 结果分析
2.2.1 石细胞的形成和木质素的合成主要在果实发育早期
2.2.2 LAC基因进化树分析及LAC在梨果实木质素生物合成中的关系
2.2.3 PbrLACs和NbLACs是PbrmiR397a的靶标基因
2.2.4 过量表达PbrmiR397a或者同时沉默PbrLAC1、2和18会减少果实木质素含量
2.2.5 PbrmiR397a和PbrLACs在不同梨品种中序列和表达分析
2.2.6 过量表达PbrmiR397a的转基因烟草NbLAC的转录水平和木质素含量均下降
2.2.7 鉴定梨果实石细胞含量的SNP标记开发
2.3 讨论
2.3.1 运用miR397调控植物木质素含量
2.3.2 植物激素可能调控miR397的表达水平
2.3.3 梨果实中PbrLAC、PbrPOD和PbrUGT72E与木质素合成的关系
第三章 PBRMYB169调控梨果实石细胞木质素合成
3.1 材料方法
3.1.1 试验材料
3.1.2 RNA和DNA提取
3.1.3 MYBs及木质素合成相关基因的共表达网络分析
3.1.4 PbrMYB169的克隆和生物信息学分析
3.1.5 PbrMYB169亚细胞定位
3.1.6 果实中石细胞和木质素含量分析
3.1.7 基因表达量分析
3.1.8 瞬时转化叶片原生质体双荧光素酶分析
3.1.9 拟南芥转化及生物量测定
3.1.10 转基因拟南芥木质素的分析
3.1.11 转基因拟南芥茎组织显微镜观察
3.1.12 统计分析
3.1.13 基因登录号
3.2 结果分析
3.2.1 梨果实发育过程中PbrMYB169与木质素合成相关基因共表达
3.2.2 PbrMYB169的克隆及分析
3.2.3 PbrMYB169是一个核蛋白
3.2.4 梨果实发育过程中PbrMYB 169的表达量与石细胞形成呈正相关
3.2.5 PbrMYB169与候选木质素合成基因的启动子的互作
3.2.6 过量表达PbrMYB169引起拟南芥矮化且异常沉积木质素
3.3 讨论
全文结论
创新点
参考文献
发表论文和申请专利
致谢
本文编号：3735960
【文章页数】：127 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
引言
第一章 文献综述
1.1 梨果实石细胞与品质的关系
1.2 梨果实石细胞的形成过程和分布特点
1.2.1 梨果实石细胞的形成过程
1.2.2 梨果实石细胞的分布特点
1.3 木质素的特征和生物合成
1.3.1 木质素的结构
1.3.2 梨果实石细胞木质素
1.4 木质素的生物合成途径
1.4.1 苯丙氨酸裂解酶
1.4.2 肉桂酸氢化酶
1.4.3 香豆酸辅酶A连接酶
1.4.4 羟基肉桂酰辅酶A转移酶/对香豆酸羟化酶/咖啡酰莽草酸酯酶
1.4.5 咖啡酰辅酶A氧甲基转移酶
1.4.6 阿魏酸-5-羟化酶/咖啡酸甲基转移酶
1.4.7 肉桂酰辅酶A还原酶
1.4.8 肉桂醇脱氢酶
1.4.9 漆酶/过氧化物酶
1.5 木质素合成的调控网络
1.5.1 NAC转录因子
1.5.2 MYB转录因子
1.5.3 其他转录因子
1.5.4 转录后调控
第二章 PBRMIR397A调控梨果实石细胞木质素合成
2.1 材料方法
2.1.1 试验材料
2.1.2 组织学分析
2.1.3 果实中石细胞和木质素含量分析
2.1.4 LAC基因的鉴定、序列比对及进化树构建
2.1.5 PbrLAC亚细胞定位
2.1.6 RNA和DNA提取
2.1.7 表达分析
2.1.8 PbrmiR397a靶基因的预测及验证
2.1.9 瞬时转化梨果实验证PbrmiR397a和PbrLAC的功能
2.1.10 转化烟草植株及木质素分析
2.1.11 转基因烟草茎组织显微镜观察
2.1.12 SNP查找、顺式元件预测、进化树分析
2.1.13 瞬时转化叶片原生质体双荧光素酶分析
2.1.14 统计分析
2.1.15 高分辨率溶解曲线
2.1.16 基因登录号
2.2 结果分析
2.2.1 石细胞的形成和木质素的合成主要在果实发育早期
2.2.2 LAC基因进化树分析及LAC在梨果实木质素生物合成中的关系
2.2.3 PbrLACs和NbLACs是PbrmiR397a的靶标基因
2.2.4 过量表达PbrmiR397a或者同时沉默PbrLAC1、2和18会减少果实木质素含量
2.2.5 PbrmiR397a和PbrLACs在不同梨品种中序列和表达分析
2.2.6 过量表达PbrmiR397a的转基因烟草NbLAC的转录水平和木质素含量均下降
2.2.7 鉴定梨果实石细胞含量的SNP标记开发
2.3 讨论
2.3.1 运用miR397调控植物木质素含量
2.3.2 植物激素可能调控miR397的表达水平
2.3.3 梨果实中PbrLAC、PbrPOD和PbrUGT72E与木质素合成的关系
第三章 PBRMYB169调控梨果实石细胞木质素合成
3.1 材料方法
3.1.1 试验材料
3.1.2 RNA和DNA提取
3.1.3 MYBs及木质素合成相关基因的共表达网络分析
3.1.4 PbrMYB169的克隆和生物信息学分析
3.1.5 PbrMYB169亚细胞定位
3.1.6 果实中石细胞和木质素含量分析
3.1.7 基因表达量分析
3.1.8 瞬时转化叶片原生质体双荧光素酶分析
3.1.9 拟南芥转化及生物量测定
3.1.10 转基因拟南芥木质素的分析
3.1.11 转基因拟南芥茎组织显微镜观察
3.1.12 统计分析
3.1.13 基因登录号
3.2 结果分析
3.2.1 梨果实发育过程中PbrMYB169与木质素合成相关基因共表达
3.2.2 PbrMYB169的克隆及分析
3.2.3 PbrMYB169是一个核蛋白
3.2.4 梨果实发育过程中PbrMYB 169的表达量与石细胞形成呈正相关
3.2.5 PbrMYB169与候选木质素合成基因的启动子的互作
3.2.6 过量表达PbrMYB169引起拟南芥矮化且异常沉积木质素
3.3 讨论
全文结论
创新点
参考文献
发表论文和申请专利
致谢
本文编号：3735960
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