【摘 要】
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烟草是一种重要的模式植物。本试验以盛花期的烟草K326雄性不育系和保持系不同大小花蕾为试验材料并作为相互对照,观察其花器官结构以及相关生理活性之间的差异;利用Illumina Hi Seq高通量测序技术研究转录组基因的差异表达情况,对其相关形态、生理和分子机理进行研究。通过对烟草花器官进行形态观察和生理活性研究后再对转录组水平进行研究,不但丰富了烟草的遗传背景,还为挖掘烟草雄性不育相关基因和探讨烟
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烟草是一种重要的模式植物。本试验以盛花期的烟草K326雄性不育系和保持系不同大小花蕾为试验材料并作为相互对照,观察其花器官结构以及相关生理活性之间的差异;利用Illumina Hi Seq高通量测序技术研究转录组基因的差异表达情况,对其相关形态、生理和分子机理进行研究。通过对烟草花器官进行形态观察和生理活性研究后再对转录组水平进行研究,不但丰富了烟草的遗传背景,还为挖掘烟草雄性不育相关基因和探讨烟草雄性不育分子机制提供理论基础,而且能为烟草雄性不育制种提供科学依据。试验结果如下:（1）通过形态特征和显微结构观察发现,烟草K326雄性不育系花器官的雄蕊在发育早期就开始退化,并且保持系的雌蕊子房有2个心皮,而不育系为3个;生理活性研究发现从小蕾到大蕾时期,保持系中的SOD、POD和CAT活性呈现下降趋势、MDA则先减后增,而不育系中SOD、POD、CAT活性和MDA含量都呈现上升趋势。（2）通过转录组测序后得到84 101 954～134 977 386个clean reads用于比对分析,碱基测序质量值Q30大于94,GC含量在41.84%～42.50%之间。在小蕾、中蕾和大蕾中分别得到7881、19931和10984个差异表达基因,其中下调差异表达基因数量明显多于上调差异表达基因且被注释到生物过程、分子功能和细胞组分3大类,其中在三个时期都表明归属分子功能term的差异基因数量最多;KEGG通路分析显示在小蕾、中蕾和大蕾中代谢途径（ko01100）的差异表达基因数量最多,亚油酸代谢（ko00591）相关的差异表达基因最少;对差异基因进行转录因子分析得知在小蕾,中蕾,大蕾时期较多的差异基因都属于ERF、MYB、C2H2、NAC、ERKY、b HLH等转录因子家族。筛选出的差异表达基因Ntaq3,Ntaq4,Ntaq5,Ntaq6,Ntaq9,Ntaq10,Ntaq13,Ntaq14,Ntaq15,Ntaq16于保持系中的表达量远高于不育系,说明烟草育性的变化会使这几个基因的表达出现异常。
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