【摘 要】
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连翘（Forsythia suspense（Thunb.）Vahl）为多年生落叶灌木,兼具经济和生态价值。连翘是花柱二态的异型花柱植物,具自交不亲和性,且同种花柱型植株间杂交结实率低。本研究利用石蜡切片技术观察连翘花芽发育关键期花柱的解剖结构,探究长花柱伸长的细胞学原因;通过叶绿体基因组测序技术研究异型花柱连翘的细胞质基因组差异;利用异型花柱连翘发育关键期转录组测序筛选差异基因;对可能参与异型花柱
【基金项目】
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国家重点研发计划项目:高品质道地药材恒山黄芪、潞党参、北柴胡生态种植示范研究（2019YFC1710800）；
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连翘（Forsythia suspense（Thunb.）Vahl）为多年生落叶灌木,兼具经济和生态价值。连翘是花柱二态的异型花柱植物,具自交不亲和性,且同种花柱型植株间杂交结实率低。本研究利用石蜡切片技术观察连翘花芽发育关键期花柱的解剖结构,探究长花柱伸长的细胞学原因;通过叶绿体基因组测序技术研究异型花柱连翘的细胞质基因组差异;利用异型花柱连翘发育关键期转录组测序筛选差异基因;对可能参与异型花柱发育的油菜素甾醇（BRs）途径的基因表达量进行分析;克隆筛选到可能参与连翘异型花柱发育的关键基因734A1＿like2。结果如下:1.异型花柱连翘鳞片脱落期、现蕾期、露冠期在P＜0.01水平上花柱细胞长度差异显著,细胞宽和细胞数量差异不显著,且同时期竖轴上细胞数量在P＜0.05水平上差异不显著。表明异型花柱产生差异变化的主要原因是花柱细胞的显著伸长。2.异型花柱连翘叶绿体基因组比较发现,长花柱与短花柱序列相同:共156386 bp,114个编码基因包括80个CDS、30个tRNA和4个rRNA。叶绿体基因组不是连翘异型花柱发育的关键因素,也不能作为辨别连翘长花柱和短花柱植株的依据。3.连翘异型花柱发育关键期的转录组测序组装到86156条Unigene,Q30大于等于93.05%,组装完整性较高,共筛选到9868个差异表达基因。注释到可能与异型花柱发育相关的BR代谢通路有11个Unigene,部分基因差异表达。4.BR代谢通路中,合成过程的7个基因总体上调。催化BRs 26位羟基化失活的两个基因734A1＿like2和734A1＿like4在异型花柱发育过程中差异显著,其在短花柱中的基因表达与报春花CYP734A50的模式相同。734A1＿like2蛋白具有完整的细胞色素P450家族结构域。5.克隆得到一个具有完整CDS序列的连翘734A1＿like2基因,其大小为1587 bp,编码528个氨基酸。734A1＿like2蛋白是稳定性好的疏水蛋白。确定了Fs734A1＿like2基因的18个高频密码子,密码子使用偏好A/T,但偏好性较弱。比较Fs734A1＿like2与基因功能研究中常见宿主的基因组密码子使用频率,发现拟南芥更适合做其异源表达受体,酵母菌可做富集该基因表达产物的受体。
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