《用RNA-Seq新技術篩選和鑑定與荔枝落果相關的基因》是依託華南農業大學，由李建國擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：用RNA-Seq新技術篩選和鑑定與荔枝落果相關的基因
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李建國
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
該項目以華南特色果樹荔枝為對象，落果是其生產中亟待解決的一個瓶頸問題，果實脫落與調控的分子機理也是當今果實發育領域研究的一個熱點問題。該項目在科學嚴謹的田間試驗設計（植物生長調節劑延遲和促進落果處理，碳水化合物盈虧延遲和促進落果處理）基礎上，獲取有顯著生物效應的果柄離區材料，通過新一代高通量轉錄組測序技術（RNA-Seq），首先對不同處理下的混合樣品進行深度轉錄組測序，獲得與荔枝果實脫落相關轉錄組文庫（參考序列）；其次分別對不同處理下的樣品進行單獨RNA-seq，獲得不同處理下差異表達基因庫；再通過求不同處理下差異表達基因庫交集的方法獲得受激素和碳水化合物共同誘導的與荔枝脫落相關的差異表達基因庫；最後通過高級生物信息學方法和RT-qPCR技術對這些差異基因進行分析和鑑定。因此，本項目的立項既謀求了學術上的新意和深度，在果實發育領域具前瞻性，也能為解決生產中落果問題提供理論依據和技術方法
結題摘要
荔枝是重要的熱帶亞熱帶水果，開花後落果現象非常嚴重，極大地限制了荔枝產業的發展。果實脫落的分子機制尚不清楚，本研究的目的是篩選和鑑定參與荔枝幼果脫落相關基因，並為解析荔枝果實脫落的分子調控網路打下基礎。本研究通過設計遮陰、環剝去葉和植物生長調節劑（2,4-D和乙烯利）的促進或抑制田間落果的試驗，獲取了顯著的生物和生理效應，採用最新的RNA-Seq技術構建了荔枝果實和果柄轉錄組文庫，並結合數字轉錄本豐度（DTA）表達譜測序和qRT-PCR等技術，以及生物信息學方法，篩選了與荔枝幼果落果的相關基因。主要研究結果如下： （1）構建了首個荔枝果實轉錄組文庫和果柄轉錄組文庫，分別得到45,370和46,559條unigenes；（2）構建了促進和延緩幼果脫落田間試驗平台，發現整株遮陰、結果母枝環剝去葉和浸泡乙烯利處理可在2-7天內誘發荔枝果實的大量脫落，浸泡2,4-D處理則能顯著延緩和抑制果實脫落；（3）以‘妃子笑’和‘狀元紅’荔枝為試材，在花後25 d分別對結果母枝進行環剝去葉（GPD）、環剝去葉後浸泡2,4-D（GPDD）和乙烯利（ETH）處理，這三種處理均促進了幼果內乙烯的生成、能量（ATP、ADP、AMP）的產生以及抗氧化酶（POD、CAT）活性的提高；降低了幼果內總糖、蔗糖、葡萄糖和果糖的含量。GPD處理顯著提高了AZ中纖維素酶和果膠甲酯酶的活性，ETH處理僅對纖維素酶活性有促進作用，但對果膠甲酯酶不產生影響，GPDD處理則顯著抑制了GPD處理後兩種酶活性的提高；（4）以‘糯米糍’品種為試材，將遮陰和非遮陰處理混合幼果樣品進行DTA表達譜測序，獲得了1,039個顯著差異表達基因（DEGs）。（5）以‘烏葉’荔枝為材料，對花後35 d的結果母枝進行GPD處理，將處理後2 d、4 d和7 d和相應對照的離區、果皮和種子RNA混合樣品進行測序，從中篩選到回響環剝去葉誘導基因為857個。（6）以‘妃子笑’荔枝為試材，在花後25 d分別對結果母枝進行GPD、GPDD和ETH處理，分別對處理後0d、1d、2d和3d的離區樣品進行測序和分析，分別篩選到回響GPD、GPDD和ETH處理脅迫誘導的DEGs共2,863個、1,576個和2,730個；將GPD和ETH處理共同表達基因與GPDD獲得的DEGs以及文獻篩選的25個基因進行合併，最終獲得荔枝幼果脫落相關基因3,066個，這
