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植物器官形成的调控机制是植物发育生物学研究中的重要问题。植物器官形成是指一团源自茎端分生组织的原基细胞,经过一系列分裂分化过程发育成形态完整、功能正常的器官的过程。雄蕊作为被子植物中雄性生殖发育开始的地方是器官形成研究的重要模型。目前对于雄蕊的研究主要集中在器官特征决定阶段和花粉母细胞减数分裂阶段,对雄蕊早期发育调控机制的了解还很少。在本实验室前期工作中,使用器官特异表达谱研究了雄蕊早期发育过程中的基因表达变化,发现这种策略能有效的分解雄蕊的发育调控。遗憾的是该表达谱没有包括全基因组水平的信息。我们的研究就是在此基础上使用全基因组水平的器官特异表达谱研究水稻雄蕊早期发育。 本文改进取材策略获得了较精确的2-6五个连续时期的雄蕊样品,并用其进行表达谱分析。通过评估芯片数据的质量,探索适合的数据处理方法,验证表达谱与雄蕊发育过程相关性等方式,成功的构建了高质量的水稻雄蕊早期发育过程的全基因组表达谱,成为对水稻雄蕊早期发育过程描述最早、最全的表达谱。通过基于数据的分析方法,鉴定出2180个在雄蕊中特异表达的基因和大量在雄蕊和叶器官中差异表达的基因,从中发现了一些已知和未知的与水稻雄蕊早期发育相关的生物途径。通过研究已知雄蕊早期发育相关基因同家族或同生物途径成员的表达模式,为研究这些基因的功能提供了信息。通过研究激素相关基因的表达模式,发现了激素参与雄蕊早期发育过程的一些共同特点。在以表达谱技术为核心的调控网络解析技术路线中,我们尝试结合表达谱与OsMADS58的ChIP-seq数据,发现雄蕊器官决定的C类基因可能参与了光合作用相关基因的调控。最后,多表达谱基因列表比较分析表明水稻、拟南芥和玉米中与雄蕊发育相关基因的表达具有很高的相似性。 上述这些结果表明,本文表达谱能为水稻雄蕊早期发育提供全面的信息,为进一步的解析水稻雄蕊早期发育调控机制奠定了基础。