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生菜在世界上广泛种植,是一种重要的叶用蔬菜。在生产上具有十分重要的价值。生菜在进化过程中出现了各式各样的类型,因此具有丰富的叶型,为研究生菜叶裂提供了丰富的材料。野生种生菜茎富集有较多的刺,而在栽培种中这种性状却丢失了,这为研究生菜的进化提供了很好的材料。目前生菜叶型的多样性及茎刺的丢失分子机制尚未明确。在本研究中,主要通过构建不同F2代分离群体克隆控制茎刺和叶裂的目的基因。研究结果如下:1.关于叶裂性状的研究:选择两组不同的叶型亲本PI491070(叶完整)、PI536760(叶裂)和散叶PI536720(叶半裂)、W46(叶完整)进行杂交得到F1代,F1代自交得到F2代;从F2分离群体中各选取30株叶裂和叶完整的植株构建两个极端池,对两个极端池提取RNA并测序,将测序得到的RNA-seq数据回帖到生菜基因组,计算等位基因SNP位点在两个池中的频率。根据此原理,通过分析等位基因SNP频率差异在不同染色体上的分布,发现控制两种不同的叶裂方式的基因定位在同一区域:3号染色体的90Mb到140Mb之间。利用4000株PI491070(叶完整)×PI536760(叶裂)F2大群体最终将目的基因定位在116.24Mb到118.15Mb之间。对该区段内进行候选基因的预测与分析,发现在该区域内存在24个基因,其中基因LG3316063主要参与锌指蛋白的构成,该基因在两亲本中有1个碱基的差异导致了氨基酸的改变。随机挑选12个不同叶裂与叶完整的品种,该基因的基因型与表型变化一致。推测该基因可能是控制叶裂形成的候选基因。2.关于茎刺性状的研究:本研究发现生菜茎刺是由多细胞组成。采用同样的BSR-seq分析方对茎刺性状进行遗传分析。选择491245(有刺)和W111(无刺)两亲本,构建F2分离群体,从F2群体中各选取30株有刺(显性)和无刺(隐性)的植株构建两个极端池,对两个极端池提取RNA并测序,将目的基因初步定位在Chr5:304.36Mb-311.96Mb区域,利用3500株F2代大群体进行精细定位,进一步将目的基因定位306.31Mb-307.31Mb之间。在定位区段内通过基因表达分析,发现基因LG5467628在两个亲本中的差异很大,因此认为该基因是候选基因。