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大白菜(Brassica rapa L.ssp.pekinensis)是十字花科芸薹属蔬菜,典型的雌雄同花异交作物;是我国人民日常生活中不可或缺的重要蔬菜,在农业经济中地位相对突出,尤其在北方高寒地区,是冬春主要的蔬菜种类,栽培面积和消费量均居各类蔬菜之首。随着生物种群的进化,大白菜自交普遍存在生活力衰退现象,其自交衰退主要特征表现为抗病性减弱、单株重降低、结球性降低,植株生长势减弱、种株生活力下降。从遗传角度,人们对物种的自交衰退做了大量研究,但没有取得实质性进展,因此研究大白菜自交衰退的分子机理具有重要的意义。 本试验通过对大白菜自交衰退前后结球性的调查,采用酶联免疫法检测衰退前后大白菜内源激素含量,并利用Illumina高通量测序和Bisulfite-Seq测序技术对植物材料A209自交衰退前后进行全基因组甲基化测序和转录组测序;通过对结球性与激素含量、基因表达、全基因组甲基化水平的联合分析,探讨大白菜自交衰退与基因组DNA甲基化的关系,取得如下结论: (1)通过对高代自交系A209(12067)及衍生后代A209(13358)的结球性调查,发现高代自交导致结球性退化。 (2)对衰退前后植株的苗期、莲座期、结球期进行内源激素测定,发现衰退后植株生长素含量降低。 (3)衰退前后基因组DNA甲基化水平发生变化,衰退材料整体甲基化水平降低;但差异表达基因中,衰退材料甲基化水平升高的多于降低的。 (4)衰退前后总计检测到31066个基因表达发生变化,其中上调表达14735个,下调表达16331个,显著差异表达基因共7274个,显著率达到23.48%。 (5)对甲基化相关基因BrDRM2、BrDDM1,进行qPCR相对表达分析,衰退材料的基因表达水平上升,相对表达分析与转录组测序结果表达一致。 (6)对生长素合成关键基因BraIAA30与生长素极性运输相关基因BrPIN5、BrARF19进行qPCR相对表达分析,发现衰退后BrIAA30、BrPIN5、BrARF19相对表达量下降,初步确定BrIAA30、BrPIN5、BrARF19与自交衰退相关。