小麥脆稈突變體基因初步定位與轉錄組分析.pdf

1、作物莖稈強度是重要的農(nóng)藝性狀。目前對小麥莖稈理化性質及其細胞壁合成調控機理知之甚少。實驗室前期創(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。在此基礎上，初步分析了脆稈突變體與野生型在農(nóng)藝性狀、細胞壁主要成分和秸稈理化性質方面的差異，完成了擴大群體，轉錄組測序。利用轉錄組BSA(BSR-seq)和SSR-BSA篩選關聯(lián)分子標記進行了初步定位，為圖位克隆深入分析基因功能打下基礎，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)藝性狀和細胞壁相關性狀的比較。(2)脆稈基因初步SSR-BSA篩選與轉錄組BSA(BSR-seq)初步定位。(3)脆稈突變體與野生型轉錄組分析和比較。
　　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初步篩序的結果可看出關聯(lián)標記在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胞壁合成相關的功能基因。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小群體轉錄組BSA分析得出的關聯(lián)SNP中發(fā)現(xiàn)，5B染色體上存在一個SNP與目標性狀關聯(lián)，交換率最低為9.2％。
　　3、經(jīng)轉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)在多個脆稈中細胞葡聚糖代謝過程(cell

5、ular glucan metabolic process)、微管驅動運動(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)等纖維素合成相關項目顯著富集。KEGG通路分析中次生代謝的生物合成（Biosynthesis of secondary metabolites）、磷