玉米苞叶数目转录组分析及候选基因鉴定

　　

摘要： 苞叶数目是衡量玉米品种是否适宜机械直收籽粒的重要性状之一。为研究玉米苞叶数目形态建成的代谢路径及调控基因，本研究以多苞叶数目自交系YD97和少苞叶数目自交系YD132为材料，对7叶期和吐丝期的苞叶组织进行转录组测序。以YD97为对照，YD132为样品，共检测到4089个差异表达基因，其中1979个基因上调表达，2150个基因下调表达。K-means分析将差异表达基因分为8个聚类。GO富集分析表明，差异表达基因主要与刺激响应、氨基酸转运、生长素响应、分枝形态建成、氮化合物代谢过程和细胞周期等相关。KEGG富集分析发现，差异表达基因主要富集于光合作用、植物激素信号转导、淀粉与蔗糖代谢和马达蛋白等途径。其中，植物激素信号转导途径，尤其是生长素信号转导途径，在玉米苞叶数目形态建成中发挥重要作用。此外，将转录组结果与QTL定位结果联合，结合候选基因关联分析和25个玉米自交系苞叶组织的实时荧光定量PCR分析，鉴定到2个玉米苞叶数目候选基因，Zm00001eb156610和Zm00001eb275220，分别编码谷氨酸合成酶2和蛋白质S-酰基转移酶。研究结果有助于玉米苞叶数目的分子机制解析和遗传改良。