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结球甘蓝(Brassica oleracea L.var.capitata L.)简称甘蓝,属于十字花科芸薹属植物,其营养丰富、适应性强,是一种重要的栽培蔬菜。叶球颜色是甘蓝重要的品质性状,甘蓝蜡质缺失突变体由于表皮蜡质的缺失,球叶表现为亮绿色,具有较好的商品性。蜡质缺失突变体研究对于深入理解植物蜡质合成调控途径和亮绿甘蓝种质创新具有重要的意义。 本研究以甘蓝显性蜡质缺失突变体cgl-3为材料,对显性蜡质缺失基因BoGL-3进行了精细定位,并对定位区段内的基因进行了分析,为BoGL-3的克隆和功能验证奠定了基础。研究结果如下: 1.以蜡质缺失甘蓝cgl-3和普通芥蓝DH系939为双亲构建六世代群体,F1和BC1P1植株全部表现为蜡质缺失;F2群体和BC1P2群体中的蜡质缺失植株与正常植株分别符合3∶1和1∶1的分离比,进一步证明突变体cgl-3的蜡质缺失性状为单基因显性遗传。 2.根据BSA法筛选多态性标记并利用F2群体的隐性单株对蜡质缺失基因BoGL-3进行精细定位,结果显示所有的标记都位于目的基因的同一侧,最近的分子标记与目的基因的遗传距离为0.2cM,蜡质缺失基因BoGL-3被定位在8号染色体末端83kb的区间内。 3.对cgl-3及其野生型进行转录组分析,共得到8340个差异表达基因,其中在cgl-3中上调表达的基因有3187个,下调表达的基因有5153个。这些差异表达基因富集于次生代谢产物生物合成、酮体合成与降解、芥予油苷生物合成和蜡质生物合成等代谢途径。定位区间中的Bo8g118320基冈与拟南芥蜡质合成相关基因CER1同源且在cgl-3中表达显著下调,因此将其作为BoGL-3的候选基因。 4.通过生物信息学方法对Bo8g118320编码的蛋白质序列进行分析,预测目的是一种位于内质网中的膜蛋白。经克隆、测序发现,cgl-3中Bo8g118320及其启动子序列未发生变异。qRT-PCR结果显示Bo8g118320在突变体中的表达量明显降低,推测BoGL-3可能通过抑制该基因表达来减少蜡质合成。