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硼是所有维管束植物、酵母菌、细菌和一些绿藻生长必需的微量元素,其生理功能涉及到植物细胞壁结构、细胞膜稳定性与功能、酚类代谢、氮的固定以及花粉萌发和花粉管的伸长等。油菜是我国主要的油料作物之一,需硼较多,对缺硼敏感。在前人筛选获得油菜硼高、低效品种基础上,本课题拟对甘蓝型油菜硼高效品种青油10号和硼低效品种Westar10苗期缺硼胁迫(0.25μM)和正常硼(25μM)根、新叶和老叶的转录谱进行分析,揭示甘蓝型油菜硼高效和低效品种苗期响应低硼胁迫的差异表达基因及其互作网络,筛选鉴定油菜硼高效候选基因。主要结果如下:1.低硼和正常硼处理,青油10号和Westar10根、新叶和老叶转录组测序分析共检测到9858个差异表达基因。检测到的差异表达基因数目为:青油10号>Westar10;根>老叶>新叶。青油10号根、新叶和老叶分别检测到3408、1482和1364个差异表达基因,其中193个差异表达基因在三个部位同时检测到;Westar10根、新叶和老叶分别检测到2053、1054和1182个差异表达基因,其中77个差异表达基因在三个部位同时检测到。并且,低硼处理有25个差异表达基因在青油10和Westar10根、老叶和新叶中均被检测到并且均为上调表达。2.GO富集分析表明,低硼和正常硼处理检测到的硼高和低效品种差异表达基因主要富集在细胞膜(2.6%)、细胞核(1.3%)、细胞壁(1.1%)等位置,其分子功能主要涉及到催化活性(7.9%)、氧化还原活性(4.2%)、转移酶活性(3.4%)等;生物过程涉及到代谢(3.6%)、防御反应(1.6%)、金属离子转运(1.0%)等过程。KEGG代谢途径主要涉及淀粉和蔗糖等碳水化合物代谢(363个基因富集)、氧化磷酸化(175个基因富集)、氮代谢(154个基因富集)、糖酵解(141个基因富集)等过程。3.基于上述差异表达基因,构建了油菜硼高和低效品种低硼条件下细胞壁合成和代谢网络图谱,比较发现:油菜高、低效品种细胞壁合成的底物、初生细胞壁以及后期的细胞壁的修饰均应受到缺硼的影响,其影响程度表现为:青油10号>Westar10。通过Cytoscape软件预测到响应缺硼胁迫的与细胞壁合成和代谢相关的关键基因(Seed genes)主要有果胶裂解酶基因(编号Fna000220、Fna041412)、果胶甲酯酶基因(编号Fna024381、Fna069009、Fna075584)和扩张蛋白基因(编号Fna070546、Fna010670)。4.基于上述差异表达基因,构建了油菜硼高和低效品种缺硼条件下细胞膜合成和代谢网络图谱,比较发现,硼高和低效品种细胞膜功能和完整性,植物的信号转导途径均受到缺硼的影响,其影响程度表现为:Westar10>青油10号。通过Cytoscape软件预测到一个响应缺硼胁迫的与细胞膜合成和代谢相关的关键基因:膜联蛋白(编号Fna076501)。5.基于转录组分析,绘制了油菜缺硼时WRKY家族基因的表达模式图。对与WRKY6互作的基因网络分析发现,缺硼时WKRY6基因通过影响蔗糖转运子、硒蛋白结合等基因调节植物对缺硼胁迫的响应。6.低硼和正常硼,青油10号和Westar10 6个Bn BOR1s中Bna C03g72490D的表达量均高于其它5个Bn BOR1基因,Bna A05g00740D和Bna C04g00350D缺硼胁迫时在油菜根系中诱导上调表达,且根中表达量Westar10高于青油10号。缺硼处理5个Bn NIP5;1s中Bna A02g22030D和Bna C02g29210D在青油10号和Westar10根中均显著诱导上调表达,并且根中的表达量Westar10高于青油10。低硼处理硼高、低效品种Bn NIP5;1s表达量均高于Bn BOR1s;4个Bn NIP6;1s中Bna C06g40240D被预测为Seed gene。