【摘 要】
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本课题组前期从甘蓝常规品种群体中发现了雄性不育材料14Q305A,通过研究发现其不育性状为隐性单基因遗传.其生长正常,花朵正常开放,雄蕊败育彻底,无花粉,雌蕊正常,蜜腺发达.本研究中利用转录组测序技术分析14Q305A及其可育近等基因系14Q305B花蕾中基因的差异表达情况,为深入研究14Q305A雄性不育奠定基础.以甘蓝隐性雄性不育两用系14Q305A和14Q305B为试验材料,盛花期取14Q3
【机 构】
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中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京100081
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本课题组前期从甘蓝常规品种群体中发现了雄性不育材料14Q305A,通过研究发现其不育性状为隐性单基因遗传.其生长正常,花朵正常开放,雄蕊败育彻底,无花粉,雌蕊正常,蜜腺发达.本研究中利用转录组测序技术分析14Q305A及其可育近等基因系14Q305B花蕾中基因的差异表达情况,为深入研究14Q305A雄性不育奠定基础.以甘蓝隐性雄性不育两用系14Q305A和14Q305B为试验材料,盛花期取14Q305A和14Q305B的完整花序,根据可育花蕾大小与花药发育时期的相关性,将花蕾由小到大进行分级后,制作石蜡切片.根据石蜡切片观察结果,选取双核花粉期之前的花蕾用于转录组测序.采用Trizol法提取花蕾总RNA.试验设置3次生物学重复.转录组测序由安诺优达基因科技有限公司(北京)完成.将过滤后得的高质量序列(Clean Data)通过TopHat比对到甘蓝参考基因组上.使用HTSeq统计比对到每个基因上的Reads条数,计算RPKM值.采用DESeq进行基因差异表达分析,选取|1og2Ratio| ≥1和q ＜ 0.05的基因作为差异表达基因,得到上下调基因个数.将在两组材料中存在差异的基因与GO和KEGG数据库比对,分别统计在每个GO项和KO项中的基因数.石蜡切片结果表明,在四分体形成前,14Q305A和14Q305B花药发育无明显差异.小孢子单核期,14Q305A的绒毡层发生提前降解,随后小孢子彻底败育.由于14Q305A的败育高峰主要出现在小孢子单核期,所以分别取14Q305A和14Q305B双核期之前的花蕾用于下一步的转录组测序分析.通过差异表达分析,共筛选到2 841个在两组材料间具有显著差异表达的基因,其中上调表达的基因有1 290个,下调表达的基因有1 551个.在GO注释中,差异表达基因分布最多的5项分别是"细胞组分"、"细胞过程"、"代谢过程"、"结合"和"催化".KEGG注释结果中,差异表达基因分布最多的4项是"次生代谢物的生物合成"、"蔗糖和淀粉代谢"、"苯丙素的生物合成"和"植物激素信号转导".参考拟南芥中已经鉴定的雄性不育相关基因,通过筛选获得14个在14Q305A花蕾中下调表达的转录因子,包括与拟南芥AMS基因同源的转录因子；13个下调表达的油质蛋白基因,包括与拟南芥绒毡层特异表达油质蛋白同源的基因；12个下调表达的GDSL脂肪酶家族基因,包括与拟南芥EXL4和EXL6同源的基因；13个P450家族基因,其中6个下调表达,7个上调表达；10个下调表达的SWEET家族基因等.
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