组合多组学的思路探究Qltn.sicau-2D调控分蘖的潜在机制

【作者】 王智强； 魏育明； 郑有良； 刘亚西；

【机构】 四川农业大学小麦研究所；

【摘要】 分蘖是影响小麦穗数并进而影响单产的重要农艺性状之一,适宜的分蘖数是小麦高产的前提条件之一,具有重要的研究价值。因此,解析小麦分蘖的形成机制,有效的调控小麦分蘖发生,对于塑造理想株型、提高小麦群体质量和产量具有重要意义。本课题组结合分子标记和分蘖表型成功创制两对携带寡分蘖Qltn.sicau-2D位点的分蘖近等基因系,经55K小麦芯片检测,表明两对分蘖近等基因系的遗传背景高度一致。通过转录组、蛋白组和代谢组分析,一共鉴定出474/166/28个与分蘖相关的差异表达基因/蛋白/代谢物。通过对差异表达基因/蛋白/代谢物进行通路富集分析,发现差异表达基因/蛋白/代谢物主要富集在木质素和纤维素的生物合成,细胞分裂,细胞周期,甘油磷脂生物合成途径。前人的研究发现代谢物CPA抑制细胞分裂和增殖,LPC和LPE可以刺激细胞分裂、增殖。在本研究结果中,寡分蘖材料中的CPA含量显著上调,LPE、LPC和与细胞分裂、增殖相关的基因/蛋白显著下调,这可能与寡分蘖材料分蘖减少有关。已有研究结果证明纤维素合成酶、COBRA、4CL基因的功能改变会引起木质素含量和分蘖数量的变化,本研究中差异表达基因/蛋白/代谢物在木质素和纤维素合成途径富集,说明这些通路可能与寡分蘖材料分蘖减少有关。这些结果为后续的候选基因的筛选和分子机制研究指明了方向。更多还原