花是园林植物的主要观赏部分,其结构颜色的变异改良具有重要的经济效益。重瓣花属于其中的花形态变异,观赏价值巨大,对此形成机制的研究一直是植物花发育的热点。而矮牵牛是园林主要花坛花卉,也是花发育相关研究的模式植物,是植物重瓣性状发育研究的理想材料。长期以来对矮牵牛重瓣性状形成基因的研究主要集中在C类基因的调控上,并且取得了一定的成果,但是对于重瓣基因的挖掘还有很大的距离。本研究将从正向遗传学角度出发,以课题组前期所建立的矮牵牛单重瓣近等基因系群体为试材,以比对分析得到的单重瓣转录组的scaffold差异序列为方向,将分子标记结合组学层面对矮牵牛重瓣性状形成的基因调控网络进行研究,从遗传学和分子机理等方面出发以期发掘矮牵牛重瓣性状形成基因。目前主要获得以下结果:1.矮牵牛重瓣基因初步定位:在获取的特异位点两端设计Indel标记,于群体中进行多态性检测,寻找与重瓣紧密连锁且出现交换的标记。通过实验验证,一共获得10个特异标记,其中1个与重瓣性状共分离,对剩余的9个标记统计交换情况,通过重组率分析计算分子标记距离重瓣基因的遗传距离。运用Join Map作图,将重瓣调控基因进行初步定位。2.矮牵牛单重瓣差异基因筛选:利用重瓣基因组注释结果,分析基因定位区间,经过比对分析,位于目的基因两侧的标记在同一条scaffold上,筛选该区段基因,初步获得40个注释基因。再通过单重瓣转录组测序进行基因表达及共表达分析,同时结合单重瓣基因组SNP及插入缺失信息,最终获得12个候选基因进行分析。3.矮牵牛单重瓣差异基因分析验证:对12个候选基因进行实时定量PCR检测,结果显示共有6个基因在重瓣中表达显著上调,分别是Petunia37890、Petunia37892、Petunia37896、Petunia37899、Petunia37909和Petunia37914。同时提取基因启动子区域,通过单重瓣基因组数据比对,对启动子区域有明显插入片段的基因进行差异扩增后,共有4个基因在单重瓣中多态性显著,分别是Petunia37890、Petunia37892、Petunia37896和Petunia37899。根据上述定量PCR与启动子扩增结果,初步选取差异显著基因,结合前期注释信息发现其功能与花发育无关,在今后的实验中可以对候选基因构建载体转化矮牵牛进行验证。