糜子是我国主要的杂粮作物,是自然灾害频发区的主要救灾作物,其营养丰富,用途广泛,在农业种植业结构调整、精准扶贫和产业发展中具有重要作用。糜子籽粒种皮中含有的大量天然色素,可用作着色剂,籽粒颜色还与作物品质高度关联,但目前与之相关的研究较少。本研究以课题组引进的综合性状优良黄籽材料‘黄粒糜I’和黑籽材料‘2016106I’作为杂交亲本,构建遗传分离群体,分析粒色的遗传规律,挖掘影响糜子粒色的关键基因,为解析糜子粒色调控机制、开发糜子品质育种的分子标记提供理论依据。全文结论如下:1.通过对杂交组合‘黄粒糜Ⅰ×2016106I’的F1代和F2代群体粒色分离情况进行统计分析,发现F1代粒色均呈黑色,F2代分离群体中粒色分离比符合3:1,表明糜子黑色与黄色籽粒颜色受1对等位基因控制,黑色相对于黄色为显性性状。2.对杂种F2:3代的农艺性状进行相关性分析,发现穗重和粒重与株高、主穗长、主茎节数、穗下节间长均呈极显著正相关,可以通过株高、主穗长、主茎节数、穗下节间长等性状的的选择,实现对穗重和粒重的辅助选择,培育出高产品种。3.通过对F3代不同粒色材料进行转录组测序,发现黄籽糜子与黑籽糜子之间共有差异表达基因1493个,其中在黄籽糜子中上调的差异表达基因数有495个,在黄籽糜子中下调的差异表达基因数有998个。GO富集分析结果表明差异表达基因主要富集在与合成代谢相关的生物学过程。KEGG富集分析结果表明差异表达基因主要富集在糖酵解/糖异生、氨基酸的生物合成、脂肪酸代谢、脂肪酸生物合成、光合生物中的碳固定等通路上。4.根据转录组分析结果,共筛选出13个差异表达倍数较大的候选基因,分别为7个编码POD基因、1个编码CCR基因、1个编码CAD基因、1个编码4CL基因、1个编码CYP450基因、1个编码ANR基因和一个未被注释的新基因novel.1647,其中差异表达倍数较大的有C2845＿PM15G04300、C2845＿PM04G29280和C2845＿PM16G20900。这些候选基因编码肉桂醇脱氢酶、4-香豆酸辅酶A连接酶和肉桂酰Co A还原酶等多种酶,与粒色的形成密切相关,推测这13个候选基因中存在控制糜子粒色的关键基因,但具体基因还需进一步验证。从13个差异表达基因中随机选取10个进行q RT-PCR验证,结果表明q RT-PCR与转录组测序结果表达趋势基本一致。