摘要: 水芹(Oenanthe javanica (BI.)DC.)是一种具有药用价值的多年生水生植物，隶属于伞型科水芹属，且富含蛋白质、膳食纤维、维生素和矿质元素。此外，水芹病虫害发生较少，对不同环境适应能力强。目前对水芹的研究主要集中于栽培方法和药理活性的探索，... 展开 水芹(Oenanthe javanica (BI.)DC.)是一种具有药用价值的多年生水生植物，隶属于伞型科水芹属，且富含蛋白质、膳食纤维、维生素和矿质元素。此外，水芹病虫害发生较少，对不同环境适应能力强。目前对水芹的研究主要集中于栽培方法和药理活性的探索，缺少基因、miRNA等分子水平的研究。随着高通量测序技术的快速发展，基因组、转录组、小RNA、降解组、表达谱等大规模测序方法已广泛应用到了对蔬菜作物的遗传信息及生物量研究上。本研究主要内容如下: 1.在HiSeq2000测序平台上进行水芹基因组测序，构建水芹基因组数据库。基因组组装大小为1.28Gb，预测基因42，270条，其中93.92％的基因获得了功能注释。与其它物种的进化分析显示，水芹和胡萝卜的进化距离最近。分析基因家族扩增情况，发现水芹中有25个基因家族发生了扩增。 2.比较分析了非生物胁迫(冷、热、盐、干旱)和激素处理(赤霉素、水杨酸、茉莉酸甲酯、脱落酸)下水芹内参基因的表达稳定性。针对八个处理分别筛选了合适的内参基因。分组分析中:非生物胁迫下，ACT7和PP2A稳定性最好;激素处理后，PP2A和SAND稳定性最好。虽然PP2A在所有处理样本中的稳定性最好，但在特定处理条件下并非最稳定的内参基因。最后采用盐胁迫相关基因M6PR验证了盐胁迫下内参基因的选择是十分合适的。 3.识别水芹miRNA及其靶基因，挑选了其中10个miRNA及其靶基因，采用qPCR方法检测分析它们在高温、低温、干旱和盐胁迫下的表达相关性。发现Oja-miR49通过mRNA降解抑制了oja-16563基因的表达，Oja-miR37则通过翻译抑制抑制了与花发育相关的oja-36045基因的表达。 4.克隆、分析水芹和芹菜中的Lhcb1基因，并检测了高温、低温、干旱和盐胁迫下植物的光合作用及Lhcb1基因的表达。发现水芹Lhcb1基因表达以下调为主，而三个芹菜品种中的Lhcb1基因均有不同程度的上调。芹菜的光合作用受到胁迫的影响，而水芹的光合作用变化较小，可见水芹对环境的适应能力较好。水芹和芹菜中的Lhcb1基因序列相似性极高，但在胁迫下的基因表达与光合作用强度变化差异却很大。可见Lhcb1基因确实在植物抗非生物胁迫中发挥了作用。结合已有的研究我们推测Lhcb1基因的单核苷酸多态性显著影响了其功能表达及植物最终的性状。 5.观察水芹在不同水分环境中形态结构和分子水平的差异，发现水芹对水分胁迫有明显响应。水分的缺失导致植物发生了以下变化:植株绿色加深、叶柄变紫色、根纤维增多、木质部快速生长、淀粉粒增多。光合作用通路中的LHCP基因和核糖体通路中的基因多数均检测出表达下调。为应对水分胁迫，miR408下调，减少了对Oja15472基因表达的抑制，使其表达量上升。Oja47040基因则受到miR171的调控，与叶绿素积累和分枝发育有关。 收起