【摘 要】
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小麦（Triticum aestivum L.）是世界上最重要的粮食作物之一。株高和穗部性状是影响小麦产量的两个重要因素,其突变体是研究小麦茎秆和花器官发育分子机理的理想材料。对其突变
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小麦（Triticum aestivum L.）是世界上最重要的粮食作物之一。株高和穗部性状是影响小麦产量的两个重要因素,其突变体是研究小麦茎秆和花器官发育分子机理的理想材料。对其突变体的深入研究有助于探索了解影响小麦茎秆、穗部发育的各种基因及其调控途径,为进一步的小麦品种改良奠定基础。本实验通过对一个来源于周麦18的矮化、多雌蕊且不育的突变体dms（dwarf,multi-pistil and sterile;dms）的表型、穗发育、不育类型鉴定、同源异型基因表达研究,获得了以下结果:1.突变体dms后代的表型:高株（tall plant,T）、中株（semi-dwarf plant,M）和矮株（dwarf plant,D）。表型分析显示,T型和周麦18在株高等外型几乎一致,M型株高相对于T型和周麦18,每个节间缩短了2-5 cm;而D型植株变化最为明显,其植株节间数仅为3节,且节间也更为短小,株高小于30 cm。D型植株小花不育且有1-6个不等的雌蕊。2.突变体dms为雄性不育:通过I2-KI染色和TTC（氯化三苯基四氮唑）染色,T型和D型植株杂交证明D型植株的不育性为雄性不育。3.突变体dms穗发育比较:通过对不同发育时期的周麦18、T型植株、M型植株和D型植株的穗部发育时期的观察发现,周麦18、T型植株、M型植株穗部发育基本一致;D型植株的穗部发育明显缓慢,比周麦18、T型植株、M型植株穗部发育晚约一周。4.花药和茎秆组织学比较:通过石蜡切片观察突变体dms三种株型的花药和茎秆,推测突变体dms的D型植株雄性不育的原因可能和花粉细胞分裂有关,三种株型株高的差异可能和茎秆细胞的长短有直接关系。5.同源异型基因表达分析:前期研究对T型和D型植株的幼茎、幼穗的超级混池m RNA测序,构建了4个Unigene文库,通过综合比对分析,共筛选出穗部差异表达基因143个,其中同源异型基因13个,包括8个MADS-box家族、3个APETALA 2（AP2）、1个FLORICAULA/LEAFY（FL）和1个DROOPING LEAF（DL）基因,经检测上述13个基因在T型植株的幼茎、幼穗和D型植株的幼茎、幼穗中转录本数差异很大。用q RT-PCR技术对其中6个差异最大的同源异型基因在T型植株、M型植株和D型植株不同发育时期的穗部进行时空表达检测分析,基因T2-44069（MADS-box家族同源异型基因）、T2-51524（AP2家族同源异型基因）和T4-56456（FLORICAULA/LFAFY家族同源异型基因）在D型植株的表达量均较其在T型和M型中的表达量高出几倍到数十倍,并且表达时期是在小花分化期至雌蕊大凹期之间,T4-65297（DROOPING LEAF家族同源异型基因）在D型植株的雌蕊大凹期表达最高,据此推测这4个基因和D型植株的多雌蕊现象有关。基因T4-56460（MADS-box家族同源异型基因）在T型植株中表达最高且主要集中在小花分化期和雌蕊大凹期之间,但是在M型和D型植株之间表达量相对较少且差异不大,结合穗部表型推测该基因的表达与小花分化的启动有关。T4-56463（MADS-box家族同源异型基因）在M型中表达最高,从二棱末期一直持续到小花发育结束,而D型植株中的高表达主要集中在小花分化的整个时期,结合穗部表型推测该基因对穗部结构发育起抑制作用。
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