麻疯树(Jatropha curcas L)性别分化机制的研究

麻疯树作为一种优良的很有发展潜力的生物柴油树种，我国非常重视并大力支持麻疯树种植业和生物柴油产业的发展。但麻疯树产量低，种植经济效益不好，这严重阻碍了麻疯树种植规模化和原材料供应。而麻疯树雌雄花比例低下（一般在1/20左右），这是限制产量一个主要因素。但有关于麻疯树花芽性别分化机制的研究目前还不见有报道，而开展这方面的研究是非常有必要，也是非常紧迫的。本研究将通过以下几方面研究麻疯树花性别分化机制：. 1）分析麻疯树花性别分化过程中花芽的内源激素的动态变化。. 2）分析花芽性别分化过程中基因的差异表达，找出性别相关的差异表达基因。. 3）找出性别相关基因，并克隆、研究其功能。. 4）研究性别相关基因在花性别分化过程中的表达变化。

本项目通过扫描电镜观察麻疯树花分化过程中各个时期的花芽外部形态，了解了麻疯树花发育和花性别分化过程中的外部形态变化特征。然后根据花性别分化特征，选取6个不同发育时期的花芽提取总RNA建立数字化 基因表达谱，把这几个样品的总RNA混合起来作为建立花发育全过程的转录组的材料。转录组分析表明，总共得到了57962条unigene，包括26689条cluster和31273条singleton，其中共有47423条unigene在NR, NT, Swiss-Prot, KEGG, COG 和 GO这几个数据库得到注释，了解了花发育过程中基因表达情况以及花发育相关的基因表达情况。以转录组为参考对基因表达谱进行分析。对不同样品的表达谱进行两两比对，得到差异表达基因。并用Q-PCR检测了几个基因在这6个样品中的表达情况，验证了数字表达谱的可靠性。在分析差异表达基因的基础上，筛选到了和花性别分化相关的基因，了解和花性别分化相关一些生物学途径。了解了植物激素—在花发育和性别分化中的作用。在分析差异表达基因的基础上，发现84个基因可能参与了心皮原基或雄蕊原基分化，526个基因可能参与了心皮合拢、雄蕊退化期和雌花的成熟。CL3654.contig1， CL1346.Contig2 和 unigenge 14170可能在促进心皮原基分化中起作用。而unigene 17053可能参与了雄花发育过程中的雄蕊原基分化，但在雌花心皮发育和胚珠发育起作用。CL640.Contig1， Unigene15509， Unigene8969和Unigene25911等基因参与了心皮分化后的发育。CL1944.Contig2, CL8050.Contig1 和 Unigene13102 等基因在麻疯树胚珠发育中起作用。Unigene16429和unigene24231可能参与了雌花发育后期的雄蕊退化过程。通过Q-PCR进一步研究了部分花性别分化相关基因在花发育不同时期的表达情况，筛选出几个和花性别分化密切基因，并克隆这几个基因的全长cDNA，以备进行进一步研究分析。