小麥脆稈突變體基因初步定位與轉(zhuǎn)錄組分析.pdf

1、作物莖稈強(qiáng)度是重要的農(nóng)藝性狀。目前對小麥莖稈理化性質(zhì)及其細(xì)胞壁合成調(diào)控機(jī)理知之甚少。實(shí)驗(yàn)室前期創(chuàng)建并篩選了鄂麥596和鄭麥9023的EMS突變體庫，獲得9個脆稈突變體。在此基礎(chǔ)上，初步分析了脆稈突變體與野生型在農(nóng)藝性狀、細(xì)胞壁主要成分和秸稈理化性質(zhì)方面的差異，完成了擴(kuò)大群體，轉(zhuǎn)錄組測序。利用轉(zhuǎn)錄組BSA(BSR-seq)和SSR-BSA篩選關(guān)聯(lián)分子標(biāo)記進(jìn)行了初步定位，為圖位克隆深入分析基因功能打下基礎(chǔ)，為小麥莖稈遺傳改良提供依據(jù)。論文主

2、要包括三個部分:(1)脆稈突變體與野生型在農(nóng)藝性狀和細(xì)胞壁相關(guān)性狀的比較。(2)脆稈基因初步SSR-BSA篩選與轉(zhuǎn)錄組BSA(BSR-seq)初步定位。(3)脆稈突變體與野生型轉(zhuǎn)錄組分析和比較。
　　1、對脆稈基因和野生型的農(nóng)藝性狀株高、分蘗數(shù)、每穗粒數(shù)、千粒重、穗長、穗重兩年的數(shù)據(jù)表明。大部分脆稈突變的農(nóng)藝性狀比野生型差，但有些突變體的有些農(nóng)藝性狀優(yōu)于野生型。這可能說明小麥細(xì)胞壁成分和莖稈物理特性的改變，并不一定會影響農(nóng)藝性狀。

3、細(xì)胞壁纖維素含量在所有脆稈突變體中均有下降，半纖維素和木質(zhì)素含量均有改變。EC1、ZC6和ZC7中折斷力未有顯著改變，莖稈上也能表現(xiàn)出脆性。株型相關(guān)性狀均有不同程度改變。產(chǎn)量方面，ZC2連續(xù)兩年下降。ZC6與EC1連續(xù)兩年上升。
　　2、根據(jù)各組合間SSR-BSA初步篩序的結(jié)果可看出關(guān)聯(lián)標(biāo)記在5A和2A染色體中被檢測到次數(shù)最多，推測5A和2A染色體上存在控制細(xì)胞壁合成相關(guān)的功能基因。在鄭麥脆稈2號×楊麥158和F2∶3群體中發(fā)現(xiàn)，

4、5A染色體上Gwm186交換率最低，為26.8％，附近兩個相鄰標(biāo)記Xgwm129與Xgpw2273交換率均大于40％。鄭麥脆稈5號×楊麥158的F2∶3小群體轉(zhuǎn)錄組BSA分析得出的關(guān)聯(lián)SNP中發(fā)現(xiàn)，5B染色體上存在一個SNP與目標(biāo)性狀關(guān)聯(lián)，交換率最低為9.2％。
　　3、經(jīng)轉(zhuǎn)錄組測序后每個親本總數(shù)據(jù)在16G以上，對比野生型后每個脆稈獲得差異基因數(shù)均在18000個以上。GO號注釋與富集分析發(fā)現(xiàn)在多個脆稈中細(xì)胞葡聚糖代謝過程(cell

5、ular glucan metabolic process)、微管驅(qū)動運(yùn)動(microtubule-based movement)、纖維素生物合成過程(cellulose biosynthetic process)和蔗糖生物合成過程(sucrose biosynthetic process)等纖維素合成相關(guān)項(xiàng)目顯著富集。KEGG通路分析中次生代謝的生物合成（Biosynthesis of secondary metabolites）、磷