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小麦是世界总产量仅次于玉米的第二大粮食作物,是世界最重要的三大粮食作物之一。低温会给植物产量带来巨大损失,是制约植物地理分布和生长发育的根本要素之一。麦穗形态是影响小麦产量的主要农艺性状之一,因此穗型的研究对于提高小麦产量有很重要的意义。目前关于小麦抗寒的分子生物学研究相对较热,但并不全面,仍需进一步更全面系统的研究。关于小麦穗部性状方面的分子生物学研究更少。本研究使用Illumina HiSeq高通量测序技术进行转录组测序,并利用生物信息学软件对其进行分析。具体结果如下:1.利用经冷处理的淮麦18和京核1号的根茎叶以及未经处理的茎叶分别建立cDNA文库,进行RNA-seq测序,十个样品Clean Data均达到7.16Gb,经检测Q30均在87.05%及以上。利用TopHat将各样品的Clean Reads回贴到中国春小麦基因组进行序列比对,都在63.13%到72.77%。2.使用Cufflinks软件优化Mapped Reads的基因结构并且探索新基因,共优化了14298个基因的结构,发掘新基因12897个,经与NR、Swiss-Prot、GO、COG、KOG和KEGG数据库比对后,得到功能注释的有9521个基因。用Cuffquant和Cuffnorm组件选用FPKM进行基因表达量分析。并分别比较了各样本之间的上调基因数和下调基因数。3.对差异表达基因进行GO功能分类、KEGG等功能注释分析。经过冷处理的淮麦18和京核1号的根有5429条差异基因,叶有4652条差异基因,茎有4147条差异基因。淮麦18正常组和处理组的根茎叶综合起来比较有5条差异基因,京核1号有74条差异基因。q-PCR分析两个品种叶片的6个基因,转录因子均在4℃处理4h时最高,功能基因迟缓增高。q-PCR结果与测序结论几乎相同。在GO分类中获得20条冷应答及冷调节的基因。后续需对这些基因进行进一步深层次的分析。4.本研究分别对长方型、棍棒型、椭圆型和纺锤型四种穗型的小麦千粒重、穗粒数、各粒位粒重等数据进行测量分析,表明长方型小麦穗型较为适合高产。对花与胚胎发育相关的基因进行了热点聚类分析,在GO数据库注释的新基因里挖掘到70个相关基因。