油菜是世界四大油料作物之一,广泛种植世界各处。油菜籽具有高含油量的特点,多用于菜籽油加工,其主要品质包括含油量、脂肪酸构成和硫代葡萄糖苷含量(简称硫苷)。其中,硫苷是十字花科植物特有的一种次级代谢产物,具备多种生理功能,其代谢与生长素合成密切相关。另外,油菜种子几乎不具有初生休眠能力,但具有不同程度的次生休眠能力。次生休眠指原来未休眠或解除休眠后的种子由于干旱等不适宜环境条件的影响而诱发的休眠,其主要危害是使油菜种子产生大量自生苗,继而出现品质下降、基因漂流、生物安全等问题。挖掘与主要品质相关的次生休眠相关基因,可以为自生苗的减少尤其为转基因油菜基因漂流引发的食品安全提供解决方案。本研究使用聚乙二醇(PEG)诱导法筛选到油菜品种V(次生休眠率>90%)和品种H(次生休眠率<5%)。之后利用强弱次生休眠品种(Vb和Hb)及其PEG诱导后的样本(Va和Ha)进行了 RNA-seq测序,分离出了 998个差异表达基因,它们主要参与次级代谢、转录调控、蛋白修饰、信号转导、氧化还原反应等过程。GO分析和KEGG通路分析发现,在强休眠品种中,硫代谢、吲哚-硫苷合成、色氨酸代谢途径明显富集且明显上调。特别是,与富含硫酸基团的吲哚-硫苷紧密偶联的生长素代谢基因明显上调。油菜种子生长素相关代谢产物含量检测显示,次生休眠种子中有活性的生长素代谢产物含量明显高于非休眠种子;施加外源生长素能够显著增加弱休眠品种的次生休眠率。本研究首次证明油菜主要品质吲哚-硫苷偶联的生长素合成促进油菜种子的次生休眠。此外,根据RNA-seq测序结果,我们鉴定到四个与AtMFT(拟南芥MFT基因)具有高度同源性的油菜基因BnaMFT。相关分析表明,BnaMFT启动子含有多个种子特异性调控元件,BnaMFTs在种子发育过程中特异性表达,且受ABA诱导。进一步分析表明次生休眠诱导BnaMFT的表达。综上表明BnaMFT以ABA依赖的作用方式参与油菜种子次生休眠过程。相关研究成果挖掘了与油菜主要品质相关的次生休眠基因,在保证油菜品质、调控油菜种子次生休眠、控制自生苗危害、降低油菜食用风险、保障油菜粮食安全、防止转基因油菜引起的基因污染等方面具有重要意义。