小麥芒長(zhǎng)近等基因系的遺傳分析與轉(zhuǎn)錄組研究.pdf

1、芒是小花外稃的纖維狀延伸，屬于葉的變態(tài)，在結(jié)構(gòu)和功能上與葉有許多相似之處。芒既是小麥重要的形態(tài)標(biāo)記，也是小麥穗部重要的光合器官。本研究以芒抑制基因B1的近等基因系SN051-1（有芒）和SN051-2（無芒）為研究材料，對(duì)其芒發(fā)育動(dòng)態(tài)、性狀特點(diǎn)、千粒重等進(jìn)行了調(diào)查，并進(jìn)行了遺傳分析、Super BSA分析及轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析，得到主要結(jié)果如下:
　　(1)體視顯微鏡和掃描電鏡的觀察結(jié)果表明，在小麥雌雄蕊分化期，芒原基開始出現(xiàn)，在藥隔形

2、成期，芒長(zhǎng)開始出現(xiàn)差異，此時(shí)SN051-1的芒開始伸長(zhǎng)，而SN051-2的芒不再伸長(zhǎng);SN051-1的千粒重高于SN051-2的千粒重，且F2、BC1群體中有芒單株的平均千粒重高于無芒單株的平均千粒重，且差異顯著。說明芒在籽粒同化產(chǎn)物的積累中起到了重要作用，從而造成二者千粒重的差異。
　　(2)遺傳分析證明SN051-1和SN051-2的芒長(zhǎng)性狀是由單基因控制，無芒對(duì)有芒為顯性。分子標(biāo)記篩選獲得一個(gè)與芒抑制基因B1緊密連鎖、位于5

3、A染色體長(zhǎng)臂上的SSR標(biāo)記Xgwm291，與該基因的遺傳距離為1.90cM。
　　(3)對(duì)親本和F2樣品進(jìn)行Super BSA分析，共開發(fā)得到216，192個(gè)SLAF標(biāo)簽，其中多態(tài)性標(biāo)簽有3，679個(gè)，占1.7％。將SLAF標(biāo)簽與小麥ABD基因組進(jìn)行比對(duì)，考慮標(biāo)簽中等位基因親本來源，有34個(gè)差異標(biāo)簽定位在參考基因組上，有2個(gè)差異標(biāo)簽定位在小麥5AL染色體上;不考慮親本來源，有140個(gè)差異標(biāo)簽定位在參考基因組上，有6個(gè)差異標(biāo)簽定位在

4、小麥5AL染色體上。
　　(4)對(duì)近等基因系及其F1、F2中的有芒單株和無芒單株進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序得到Cleandata總堿基數(shù)為48.06Gb，Q30均在85.01％以上，GC含量均在58.84％以上。無參考基因組的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果通過序列組裝共得到96，360個(gè)Unigenes，親本和F1之間差異表達(dá)基因有180個(gè)，其中無芒作為對(duì)照下調(diào)基因有134個(gè)。結(jié)合F2的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果，得到22個(gè)共同差異基因，只有4個(gè)下調(diào)基因，分別是c180

5、73.graph_c0，c55090.graph_c0,c62364.graph_c0和 c73118.graph_c0。qRT-PCR結(jié)果表明 c18073.graph_c0，c55090.graph_c0和c73118.graph_c0在SN051-2中的相對(duì)表達(dá)量顯著高于其在SN051-1中的相對(duì)表達(dá)量，推測(cè)這三個(gè)基因可能與芒發(fā)育有關(guān)。
　　(5)將轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果與參考基因組中國(guó)春(Chinese Spring)的基因組進(jìn)行