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油菜是世界上重要的四大主要油料作物之一,提高油菜产量对缓解食用植物油短缺形势十分重要。本课题组通过杂交得到了遗传稳定的双主茎甘蓝型油菜,该材料相比于野生型具有明显的优势,阐明双主茎形成的分子机制可以为培育优良株型提供理论指导,具有十分重要的意义。 本文通过GeneFishing技术获得了在野生型和双主茎甘蓝型油菜中表达量有差异的46个基因,其中14个基因可能与双主茎的形成有关,6个基因在调节体细胞胚的生长发育过程中起作用,4个基因与光照有关,5个基因与种子萌发和休眠有关,4个基因在植物抗逆过程中发挥了重要作用。对14个可能与双主茎形成有关的基因从表达水平进行了克隆,成功克隆得到了6个基因(DEG1, DEG2, DEG3, DEG8, DEG11, DEG13),这6个基因的全长在野生型和双主茎甘蓝型油菜中的同源性依次是93.5%,97.1%,98.6%,83.8%,94%,98.1%,它们对应的氨基酸序列在野生型和双主茎甘蓝型油菜中的同源性依次是97.7%,98%,99.1%,80%,93.3%,98.4%,说明不存在由于碱基突变导致翻译形成的氨基酸序列产生显著差异,最终导致形成的蛋白质功能发生明显改变的情况。 对克隆得到的6个基因进行了荧光定量验证,在生长到20d的油菜幼苗茎尖中,DEG1, DEG2和DEG3在双主茎材料中的表达量相对于野生型中下降了,DEG8在双主茎材料中的表达量相对于野生型中上升了,这些都与GeneFishing的结论是一致的。而且,这四个基因均与WUS基因有直接或者间接的相互作用,WUS基因又是调控茎端分生组织形成的关键基因,这4个基因可能通过影响WUS基因的表达从而影响茎端分生组织的生长发育,最终导致双主茎甘蓝型油菜的形成。