大豆茸毛突变体的鉴定及相关基因表达分析

摘要

茸毛是大豆的重要形态性状,对其自身的生长发育有着重要作用,也与百粒重等诸多农艺性状相关,因此对大豆茸毛的研究显得尤为重要。本研究从大豆EMS突变体库中筛选到4个茸毛发育异常的突变体,分别是短茸毛突变体ddsp1,无茸毛突变体ddsp2,茸毛部分空瘪突变体ddsp3和茸毛完全空瘪突变体ddsp4。扫描电镜观察结果表明这些突变体中茸毛的长度或形态等都发生了明显的变化,同时突变体的籽粒大小、百粒重等也发生了明显的改变。选取了10个可能与大豆茸毛发育相关的同源基因,分别是参与正调控茸毛发育起始的基因GL1、GL2、GL3和TCL1,参与核内复制负调控的基因RBR1、SIM、KAK和SPY以及参与核内复制正调控的基因CPR5和RHL,通过qRT-PCR分析了这10个基因在4个茸毛突变体和野生型中的表达情况。结果表明,控制茸毛发育起始的基因除了GL1和GL2分别在突变体ddsp2和ddsp4中显著下调表达之外,其余控制茸毛发育起始的基因均显著上调或无显著变化。参与核内复制负调控的基因中,除了RBR1基因只在突变体ddsp1中显著上调表达之外,SIM、KAK和SPY在这4个突变体中的表达水平均显著升高。而参与核内复制正调控的基因CPR5和RHL在4个突变体中的相对表达量均显著增加。本研究通过对茸毛相关基因的表达分析,为进一步挖掘控制大豆茸毛发育的基因以及研究基因的作用机理和调控模式奠定了基础。