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蕙兰开花期茉莉酸甲酯含量的测定及相关转录组分析【字数:9279】

2024-11-03 13:06编辑: www.jxszl.com景先生毕设
蕙兰(Cymbidium faberi Rolfe.)作为代表性的国兰种,具有花香馥郁的特点,而茉莉酸甲酯(MeJA)是其香气的主要成分之一。蕙兰香气白天较浓郁,而夜间则较清淡。为了探明形成这一现象的原因,本试验以蕙兰品种‘大一品’为材料,采用顶空固相微萃取技术(HS-SPME)和气相色谱-质谱法(GC/MS)相结合对茉莉酸甲酯含量进行分析。并以盛花期的白天12时与夜间0时的蕙兰花朵为材料进行转录组测序,通过对Unigene的功能注释及与蕙兰花香代谢相关基因的分析,筛选蕙兰香味物质代谢相关基因。结果表明,蕙兰花香成分中的茉莉酸甲酯含量白天显著高于夜间。转录组测序共获得233463个Transcript和63982个Unigene。通过与各数据库对比,最终得到了23108个拥有注释信息的Unigene。对蕙兰花器官白天和夜间转录组数据的FPKM进行比较,共筛选出1058个差异表达基因。共839个DEG获得了注释。荧光定量结果显示,差异表达基因的表达规律与转录组测序结果一致,可对差异表达基因进行进一步研究。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法3
1.1 试验材料3
1.2 试验方法3
1.2.1 茉莉酸甲酯含量的测定3
1.2.2 转录组测序及分析3
1.2.3 蕙兰花器官转录组差异表达基因分析4
2 结果与分析5
2.1 不同开花时间蕙兰花器官茉莉酸甲酯的含量5
2.2 转录组测序数据组装分析5
2.3 Unigene功能注释6
2.4 基因结构分析与表达分析7
2.5 差异表达基因的筛选8
2.6 差异表达基因的功能注释8
2.7 蕙兰花香中挥发性物质代谢相关基因的分析9
2.8 差异表达基因的验证13
3 讨论14
致谢15
参考文献15
附表15
图15
图27
图37
图48
图59 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: &351916072

图69
图713
表16
表26
表310
表411
蕙兰开花期茉莉酸甲酯含量的测定及相关转录组分析
引言
蕙兰(Cymbidium faberi Rolfe.)又名九子兰、九节兰、夏兰,为兰科兰属多年生草本植物。原产中国,蕙兰原生于海拔10002500 m的山区,主要分布在我国的陕西省、甘肃省、浙江省、安徽省、湖北省和四川省等地,常生长于林下阴湿处。兰科花卉一般分为热带兰和中国兰两大类,蕙兰是中国兰的代表之一,其花茎直立生长,一茎多花,花型优美,花香清新怡人。根为肉质根,颜色淡黄,有卵形假鳞茎[1],在我国栽培历史悠久。蕙兰的种子无胚乳,繁殖系数较低,因此,传统上常采用分株繁殖。经过人们长期的驯化栽培,蕙兰的叶型趋向于变短和变宽。蕙兰有着丰富的品种,根据其花莛和鞘的颜色,可分为赤壳、绿壳和赤绿壳;根据其花朵的颜色,可分为晕心(彩心)和素心;根据其花形,又可分为荷瓣、梅瓣和水仙瓣。传统的的栽培品种有‘大一品’、‘程梅’、‘江南新极品’、‘荡字’、‘庆华梅’和‘端梅’。在栽培管理上,蕙兰生长适合温度较低、湿度较高的生长环境,土壤疏松肥沃,不宜过干或积水[1]。
近年来,随着我国经济的迅速发展,兰花栽培也越来越普及,出现国兰栽培热潮,越来越多的人对国兰鉴赏燃起浓厚的兴趣。而兰香则是人们评判兰花品质的一个关键因素。蕙兰作为我国栽培历史悠久的、深受人们喜爱的兰花种类之一,同样也具备了香味清幽、沁人心脾的优良特性。为了培育香气浓郁的蕙兰优良品种,探明蕙兰香气的成分和香气释放机制显得尤为必要。1990年,日本Omata[3]等研究发现,蕙兰香气中的33种挥发性成分中,MeJA和茉莉酮酸甲酯是使蕙兰等国兰特有的清香成分。彭红明[4]采用气相色谱质谱联用(GC/MS)的方法对包括蕙兰在内的多种国兰化学成分进行系统分析,发现蕙兰香气的主要成分为:茉莉酸甲酯A、茉莉酸甲酯B、3氧代2(2戊炔基)环戊基乙酸甲酯等酯类物质;金合欢醇、2丙基戊醇等醇类物质;长叶烯、罗勒烯、柠檬烯等萜烯类物质;异佛尔酮、香叶基丙酮等酮类物质;并指出酯类物质是决定国兰与洋兰香味差异的主要因素。方永杰[7]等研究发现,茉莉酸甲酯是蕙兰香气成分中保留时间最长的物质之一,对蕙兰香气性状具有显著的贡献。袁媛等[8]对9个品种的蕙兰香气成分进行了分析,鉴定出了144种挥发性成分,茉莉酸甲酯在9个品种的蕙兰中均被检测到,且含量较高。酯类物质通常都具有怡人的香气,MeJA具有愉快的茉莉花香气,反3氧代2(顺2戊烯基)环戊乙酸甲酯为MeJA的同分异构体,伴有香甜且持久的大花茉莉精油花香。
MeJA是一种茉莉酸类化合物(JAs),也是属于植物生长物质,对植物生长和发育具有调节作用,与植物的抗逆性相关[9]。MeJA作为挥发性物质,对芳香植物的挥发性产生影响,使植物产生某些特有的香气[10],如使用MeJA外源喷施茶叶的叶片,可诱导茶叶产生挥发性物质,并影响茶叶挥发性物质的组成与释放量[11]。茉莉酸类化合物的合成途径研究最早起始于1990年,主要针对番茄(Lycopersicon esculentum)和拟南芥(Arabidopsis thaliana)JAs的合成进行了大量研究,茉莉酸类化合物额是以从细胞膜上释放出的亚麻酸(以及亚油酸)为底物开始的一系列酶反应。茉莉酸类化合物的代谢途径共有7种。其中产生MeJA的过程是茉莉酸通过茉莉酸甲基转移酶(JMT)的催化,进而发生甲基化,最终形成MeJA[12],并具有挥发性。收集花香中的挥发性物质有多种方法,主要包括固相微萃取技术(SPME)、动态顶空技术(Dynamic Headspace),又称吹扫捕集法(Purge and Trap,P&T)、蒸馏萃取法(SED)、吸附丝累积法、超临界流体萃取法(Supercritical Fluid Extraction,SFE) 等。其中,最常用的方法为顶空固相微萃取技术(SPME),该技术通常会与气相色谱质谱联用仪(GC/MS)组合使用,SPME技术用于提取植物中的挥发性气体成分,气相色谱质谱联用仪则用于快速定量分析出样品中的有机物含量。SPME技术是利用了“相似相溶”的原理,通过石英纤维表面的液体固定相吸附原材料中的有机物质,从而将有机组分萃取出来,逐步富集,为后续的GC/MS分析做准备。气相色谱质谱仪首先利用进样口的高温将萃取出的待测有机组分解吸下来,接着解析并进样,色谱柱使样品混合物分离之后进入质谱仪,最后呈现出质谱图。存在色谱峰的质谱图若与标准化合物的质谱图高度一致,且能够保留相同的时间,则判定该化合物为相应的标准化合物[13]。SPME技术具有高效、准确、快速和灵敏度较高的优点,是一种应用价值较高的化学物质分离萃取技术。

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