热胁迫下菜心转录组分析与SSR分子标记开发

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1、分类号学校代码：11078UDC密级学号：2111514018广州大学学位论文热胁迫下菜心转录组分析与SSR分子标记开发陈静芳学科专业(领域)：生物化学与分子生物学研究方向：植物逆境生物学论文答辩日期：2018-05-25指导教师(签名)：答辩委员会主席(签名)：答辩委员会委员(签名)：SortCodeUniversityCode：11078UDCSecretGradeNumber：2111514018GuangzhouUniversityMasterDissertationTranscriptomeanalysi

2、soffloweringChinesecabbageunderheatstressandthedevelopmentofSSRmarkersChenJingfangSubjectMajor：BiochemistryandMolecularBiologyDirectionofstudy：PlantstressbiologyAnswerDate：2018-05-25Supervisor(Signature)：AnswerCommitteeChairman(Signature)：AnswerCommitteeCommit

3、teeman(Signature)：摘要摘要菜心是起源于我国华南地区的一种芸薹属蔬菜，一年四季均有种植。但在盛夏秋初的生长季节，菜心生长常常遭遇到不同程度的高温胁迫，导致产量和品质下降。近年来，菜心耐热性的研究得到较多关注。现有菜心耐热方面的研究主要集中在农艺性状和生理生化特性方面，鲜有关于菜心热胁迫响应分子机制的报道。据此，本研究利用RNA-seq技术探讨二份耐热性强和二份耐热性弱的菜心材料在高温胁迫和对照条件下的转录组，通过对差异表达基因的分析，研究菜心热胁迫响应的分子机理；同时根据转录组序列数据，开发出菜心E

4、ST-SSR标记，为菜心的分子标记辅助育种工作提供基础。研究主要结果如下：1.利用RNA-seq技术，分析热胁迫和对照条件下四份菜心材料叶片的转录组，共得到2.95×108条125bp的高质量配对短序列，总数据量为36.9Gb。利用组装软件Trinity对菜心转录组序列数据进行denovo组装，共获得48,975条Unigenes，其平均长度和N50分别为779bp和1,317bp。将所有Unigenes与各数据库进行比对，能够注释到NR、Uniprot、GO和COG数据库的基因数（百分数）分别为37,494（76

5、.56%）、21,994（44.91%）、23,267（47.51%）和7,825（15.98%）条。2.比较四份材料经热胁迫处理的差异表达基因，结果显示四份材料中上调的差异表达基因数均比下调差异表达的基因多，耐热性强的材料中差异表达的基因比耐热性弱材料的多。有42个差异表达基因为四份材料共有的，且具相同的表达模式，这部分基因构成菜心共同热胁迫响应机制，主要属于维持细胞膜和蛋白质稳定、信号传导与基因激活相关基因等；在两份耐热性强材料中特有且具相同表达模式的差异表达基因为132个（130个共同上调、2个共同下调），这

6、部分基因构成了耐热性强菜心材料特有的热胁迫响应机制，主要属于信号传导、活性氧清除和代谢调节相关基因等。3.利用denovo组装的Unigenes开发菜心EST-SSR分子标记，共筛选到8,165个EST-SSR位点，其中1~3碱基重复所占比例达到98%以上。根据EST-SSR位I广州大学硕士学位论文点共设计出4,912对SSR标记的引物组合，随机选取170对引物组合验证EST-SSR标记的可用性，有96对能够扩增出清晰条带，其中48对能扩增出多态性条带；将48个具多态性EST-SSR标记应用到34份菜心种质的遗传多

7、样性分析中，能够成功将其聚成3类，说明所开发的EST-SSR标记能够有效地应用于菜心研究中。关键词：菜心；热胁迫；转录组分析；差异表达基因；EST-SSRIIAbstractAbstractFloweringChinesecabbageisaBrassicavegetablethatoriginatedinSouthChinaandcouldbeplantedinallseasons.However,insummerandautumn,thegrowthoffloweringChinesecabbageisofte

8、nsufferedfromheatstressindifferentdegrees,andresultsinadeclineinyieldandquality.Inrecentyears,theresearchonheattoleranceoffloweringChinesecabbagehasreceivedmoreattention.Thepreviou