蝴蝶兰成花“温敏”现象消减文库的构建及相关基因的捕获

【摘要】： 蝴蝶兰原产亚热带,其成花过程具有“温敏”现象,即花芽分化过程对低温的特殊要求,我国的蝴蝶兰在生产和销售上逐渐形成区域化分布,花期的降温处理大大提高了蝴蝶兰的生产成本,寻找降低经济成本和人工调控花期相结合的最佳方法,是我国蝴蝶兰产业发展的必然选择和趋势。本文以不同温度(低温、高温)处理条件下的蝴蝶兰(Doritaenopsis‘Tinny Tender’)克隆苗为材料,系统的研究了不同温度条件下对蝴蝶兰的生长与代谢的影响,并用构建差减文库的方法,筛选出与“温敏”现象相关的基因,为揭示蝴蝶兰成花“温敏”机理奠定基础。取得的主要研究结果如下: 1.不同温度处理对蝴蝶兰生长与代谢的影响:不同温度处理下(20℃/18℃, 25℃/23℃,30℃/25℃)蝴蝶兰花芽诱导过程中叶片的叶面积、叶绿素荧光参数(Fv/Fm、Fv/F0)、CAT活性、SOD活性和碳水化合物等的变化不同。30℃/25℃处理下蝴蝶兰叶面积不断增加,叶片一直处于营养生长期,SOD活性绝大多数时间段处于高位,淀粉含量则随处理时间增加,30℃/25℃处理下不利于花芽诱导。20℃/18℃处理组Fv/Fm在处理35d前明显偏低,且Fv/F0在前期也迅速下降;三种处理组在花芽诱导后期CAT活性呈明显上升趋势;20℃/18℃处理组和25℃/23℃处理组28d后总糖含量降低,还原糖含量变化平稳,20℃/18℃处理组淀粉含量在处理的前期42d呈下降趋势,20℃/18℃处理下利于蝴蝶兰花芽诱导。 2.采用抑制差减杂交技术(SSH),构建以蝴蝶兰在低温(20℃/18℃)(Tester)和高温(30℃/25℃)(Driver)条件下处理40d的表达基因差减文库:差减库容为2373个克隆,重组率达95%,经去冗除杂分析一共得到高质量序列1540个。序列分析表明,差减文库中的unigene参与新陈代谢的占到17.7%,其次为环境刺激应答9%;参与信号途径的基因为7.65%;运输途径2.4%;参与发育过程的占到1.71%;细胞定位1.1%;基因功能分析过程中获得了GI基因、泛素化相关基因、Zn2+结合蛋白和蔗糖合成酶基因等与蝴蝶兰“温敏”现象和成花相关的差异表达基因,并将基因功能分析整理成数据库。文库的初步筛选分析表明,差减文库中包含了“温敏”现象的相关候选基因,并为后续的蝴蝶兰成花“温敏”机理的研究提供了基础以及技术平台。