不同種系百合鱗莖春化作用的分子調控機制研究

《不同種系百合鱗莖春化作用的分子調控機制研究》是依託北京林業大學，由呂英民擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：不同種系百合鱗莖春化作用的分子調控機制研究
• 依託單位：北京林業大學
• 項目負責人：呂英民
• 項目類別：面上項目

項目摘要

重要商品花卉百合切花的周年生產是通過調整百合種球的播種期實現的。百合種球則需要長期凍藏，而春化是百合鱗莖必需要經過的成花誘導過程。春化作用不僅對成花起著決定性作用，而且也是影響開花時間和開花質量的重要因子。然而百合鱗莖春化作用和成花轉變過程的分子調控機理仍不十分清楚。對百合最重要的三大種系亞洲百合、東方百合和麝香百合進行不同低溫春化處理。根據不同處理中基因的差別表達來鑑別百合春化作用過程中涉及到的候選基因。構建差顯文庫並進行cDNA-AFLP分析來檢測春化處理中百合鱗莖分生組織中基因的不同表達，套用資料庫注釋(annotations databases)來分析克隆序列獲得百合春化基因，並對其功能進行驗證。進而研究百合鱗莖春化基因回響低溫信號和誘導成花的路徑,以及春化基因在轉錄水平、翻譯水平和翻譯後水平上的調控，最終揭示不同種系百合鱗莖春化作用具有共性的分子調控機制。

結題摘要

項目的背景和科學意義：不同種系百合鱗莖解除休眠感受不同的低溫信號，百合鱗莖在感受這一外界信號後,外界溫度信號與鱗莖內部信號分子呼應，啟動成花基因，最終完成百合鱗莖春化過程。主要研究內容是：本課題以百合鱗莖為試驗材料，通過對3個種系（亞洲百合、東方百合、麝香百合）百合品種進行周年種植和形態觀察，探明不同種系百合花芽分化類型，確定不同種系百合鱗莖生長發育模式，探究影響花芽分化的分子機理。重要結果和關鍵數據：東方百合‘索邦’內層鱗片中的可溶性糖含量變化作為監測百合低溫春化完成的標誌。鱗片中的IAA與ABA發生劇烈變化，而GA變化不顯著；差異表達的不同蛋白相互作用，共同參與植物體內複雜的生理生化過程，從而誘導百合在在低溫誘導下順利通過春化，進而現蕾開花；運用RACE技術成功克隆了東方百合‘索邦’春化過程中的兩個基因LoVRN1和LoSVP，並通過擬南芥轉基因技術發現，LoSVP在百合回響低溫誘導春化過程中具有抑制作用，可以延遲百合開花，而相反，LoVRN1基因可以促進百合提前開花。並且，LoVRN1基因在百合花型的改變上還有一定的作用；通過轉錄測序，獲得亞洲百合‘Tiny ghost’冷藏處理組52,277,184條原始序列，差異表達基因為7,301條，進行 Unigenes 功能注釋，對測序獲得的春化成花相關基因VRN2，AP2，SOC1，LFY，AP1，AP2，AG，AGL的表達進行了分析；LA系百合‘耀眼’是麝香百合與亞洲百合的雜交品種，通過外施赤黴素處理的樣本進行高通量測序來探索百合中其他成花誘導途徑——赤黴素成花誘導途徑的機制。獲得高通量測序數據後，進行COG、GO和KEGG聚類。篩選與赤黴素信號回響和轉導相關的基因序列作熱圖。基於轉錄組數據獲得的DEGs，通過MCL算法將基因聚類到不同的模組中，獲得關鍵功能基因，揭示麝香百合打破休眠誘導成花的分子機制。