柑橘原生质体细胞壁再生相关基因表达及再生能力差异的机制

植物细胞具有全能性，其细胞壁有调控细胞生长和分化等功能。柑橘胚性愈伤组织原生质体可再生完整植株，而丧失胚性愈伤组织原生质体没有胚状体发生能力，叶肉原生质体甚至不能分裂再生。柑橘不同来源原生质体再生能力差异很大，极可能与各自细胞壁再生过程中一些关键基因的表达水平有关。本项目拟以同一基因型柑橘不同来源原生质体为试材，采用抑制性消减杂交技术，首先构建胚性愈伤组织原生质体细胞壁再生过程中相关基因差异表达的差减cDNA文库，经差异筛选后进行测序，再通过生物信息学分析，筛选与细胞壁再生、细胞分裂及分化相关的特异或高效表达基因，并验证这些基因在不同来源柑橘原生质体细胞壁再生过程中的表达。旨在揭示不同来源柑橘原生质体再生能力差异的机制，为突破柑橘等果树的基因型和外植体差异局限、促进利用原生质体再生体系进行果树种质创新和遗传改良奠定基础。

植物细胞具有全能性，其细胞壁有调控细胞生长和分化等功能。柑橘胚性愈伤组织原生质体可再生完整植株，而丧失胚性愈伤组织原生质体没有胚状体发生能力，叶肉原生质体甚至不能分裂再生。柑橘不同来源原生质体再生能力差异很大，极可能与各自细胞壁再生过程中一些关键基因的表达水平有关。本项目针这些问题进行了深入研究，结果如下：（1）冰糖橙成熟果实中未发育胚珠再生的球形胚状体在MT + 0.5mg/L IAA + 0.1mg/L ZT培养基中最有利于胚性愈伤组织的诱导；（2）叶肉原生质体难再生可能与其细胞壁再生比较困难有密切相关；（3）测定了原生质体分离以及原生质体培养过程中蛋白质含量、脯氨酸含量、过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性、超氧化物歧化酶活性、超氧阴离子自由基含量、丙二醛含量的变化，初步揭示了原生质体再生能力差异的生理机理；（4）以冰糖橙愈伤组织、培养0 d的原生质体、培养5-7 d的原生质体及培养 11-13 d的原生质体为材料，采用RNA-Seq技术开展了冰糖橙胚性愈伤组织原生质体再生过程中基因表达谱分析，结果表明研究中所有样本的转录本定量分布差异不显著，冰糖橙胚性愈伤组织与其刚分离的原生质体有662个差异表达基因，刚分离的原生质体与开始再生细胞壁的原生质体有339个差异表达基因，而从细胞壁再生到细胞分裂这一阶段，差异表达基因仅有9个。本研究为利用原生质体再生体系进行果树种质创新和遗传改良奠定了理论基础。