【摘 要】
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大多数被子植物在进化过程中曾发生过一次或多次多倍体化事件,促进了植物基因组的遗传变异和多样化。在多倍体物种形成过程中,由基因组加倍多数情况下可能是有利的,但是在少数情况下可能不利于物种生殖与繁衍。目前,在遗传调控方面,有关倍性变化对被子植物开花的影响及调控机制的研究还不够详尽。因此,本研究分别以十字花科植物拟南芥和白菜（白菜型油菜）为研究对象,利用基因组加倍,分别创制了多倍体拟南芥和多倍体白菜,结
【基金项目】
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河南科技合作项目（152106000055）； 国家自然科学基金（No.31600995）； 河南省高校科技创新人才支持计划项目（No.19HASTIT014）；
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大多数被子植物在进化过程中曾发生过一次或多次多倍体化事件,促进了植物基因组的遗传变异和多样化。在多倍体物种形成过程中,由基因组加倍多数情况下可能是有利的,但是在少数情况下可能不利于物种生殖与繁衍。目前,在遗传调控方面,有关倍性变化对被子植物开花的影响及调控机制的研究还不够详尽。因此,本研究分别以十字花科植物拟南芥和白菜（白菜型油菜）为研究对象,利用基因组加倍,分别创制了多倍体拟南芥和多倍体白菜,结合转录组学技术,对比分析同源四倍体与二倍体白菜的开花调控的分子网络途径。此外,通过RNA-seq技术分别分析了拟南芥和白菜营养器官（叶片）和生殖器官（花蕾）的差异表达基因谱。同时,以白菜单倍体、二倍体和四倍体为对象,我们利用RNA-seq、BS-seq、small RNA-seq技术进一步分析基因组倍性变化对开花过程的影响。主要研究结果如下:1.在开花时间上,与二倍体白菜相比,同源四倍体平均晚10天时间,说明同源四倍体白菜在开花时间上显著延迟,然而四倍体结实性有一定降低。2.RNA-seq分析表明,与二倍体相比,四倍体中检测到348个与开花调控相关的已知基因发育,其中,有52个基因表现出差异性表达,并且主要集中在三个开花途径中;此外。研究结果发现,多种信号转导途径也可能受到倍性改变的影响,进而影响了开花时间,如CO,CRY,FD和ELA1的基因受到显着调控。其中,包括CIB1、AGL18和AGL15在内的转录因子在同源四倍体植物中具有负调控作用。3.与前人研究结果相似,我们发现启动子区域甲基化的增加与邻近基因的表达相关性不显著,但是启动子区域含有大量CHH低甲基化组成,通过富集分析发现,相关通路可能涉及到开花调控、DNA复制和修复、翻译、信号转导等。4.DNA甲基化分析表明,倍性对基因区的甲基化调控没有显著影响。但是,随着倍性提高,TE的甲基化程度比上游和下游区域高。TE的CHH甲基化水平在同源四倍体表现出较高水平的去甲基化类型,而二倍体显示出较高的甲基化水平。
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