油菜BnLD1候选基因精细定位和叶片发育及形态建成相关组分筛选

Leaf is the photosynthesizing organisms and relating about the product and the plant resistant to the environment stress. We found a mutant of Brassica napus.L.At the begin, the research show that the mutant adaxial-abaxial fate of mutate leaf which was controlled by a pair of dominat nucleus gene . We gain 18 AFLP molecule mark by the method of combine BC1 separate colony with BSA. Original of leaf primordium have researched depth .but it is indistinct about the mechanism of the build of adaxial-abaxial.Therefore, this research as follow by mutant Brassica napus.L: 1) Locating the gene about mutant character by translating AFLP to SCAR molecular marker; 2) Screeming and identify the gene about mutant character; 3)Sequencing the transcriptome and the small RNA,and screeming the compment of leaf development; 4)Analyse the expression of the compment of leaf development by bioinformatics,genomics,real-time PCR and so on.This research will not only prove new information for leaf development morphology,but also prove a method for change morphology genetic ,high production and resistant breeding.

叶片是光合作用的场所，其形态特征与作物产量及逆境胁迫应答密切相关。我们分离到叶脉两侧增生1-10片小叶油菜突变体，前期研究表明：突变小叶背腹极性与正常叶片相反，由一对显性核基因调控，利用BC1分离群体结合BSA法筛选获得18个AFLP分子标记。叶原基的起始已经有较深入的研究，而背腹极性建立、叶片的延展分子调控机理十分模糊。为此，我们拟利用分离的突变体：1）将AFLP转化为SCAR标记，对突变性状相关基因进行精细定位；2）突变性状相关候选基因筛选；3）对突变体进行转录组、小分子RNA及降解组高通量测序，获得叶片发育及形态建成相关组分并进行表达分析；4）利用bioinformatics、genomics、real-time PCR等技术初步构建部分油菜叶片发育及形态建成信号网络。该项研究将为叶片形态遗传改良、培育高产、抗逆作物新品种提供新的线索。

叶片是光合作用的场所，直接决定作物的产量。植物在与环境因子互作的过程中，进化出异常丰富多样的形态，相对而言，着生角度小、密度大往往可望获得高产。在我们的研究中分离到叶脉两侧增生1-10片小叶油菜突变体，突变小叶背腹极性与正常叶片相反，由一对显性核基因调控。叶原基的起始已经有较深入的研究，而背腹极性建立、叶片的延展分子调控机理十分模糊。因此，我们利用分离的突变体以传统图位克隆技术结合bioinformatics、genomics、real-time PCR等技术展开以下方面的研究：（1）利用F2分离群体BSA法构建bulk基因池进行突变性状相关基因的初定位，结果发现突变基因位于A10染色体5 Mb左右的区间内。（2）利用构建的分离群体对BnLD1基因进行精细定位，将候选基因锁定在A10染色体50.136kb区域。（3）对突变叶片及正常叶片进行转录组、小分子RNA及降解组测序，结合精细定位研究结果，筛选获得与突变性状相关候选基因。（4）对转录组、小分子RNA、降解组高通量测序联合分析，共发现130个miRNA，进一步对miRNA进行了靶标基因及其剪切位点预测，结合表型数据分析miRNA169家族可能参与了油菜叶片发育及形态建成进程。（5）表达模式分析发现，筛选获得推断为叶片发育及形态建成相关组分大部分受到IAA 和GA诱导表达，组织特异性表达分析表明筛选获得推断为叶片发育及形态建成相关组分大部分在叶片高表达而在根、茎和花不表达或表达量很低。（6）结合已知模式植物拟南芥叶片发育及形态建成分子调控网络，初步构建了油菜叶片发育及形态建成部分信号网络。通过本项目的研究，进一步解析了叶片发育及形态建成的相关组分，从小叶增生突变的角度出发加深了对植物叶片发育及形态建成分子机制的理解，为培育高产农作物新品种提供基因源与理论参考。