【摘 要】
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谷子起源于我国,经脱壳处理后称小米,在我国旱作农业中具有深远的影响。米色能够直观反映小米品质的优劣,是谷子品质评价中的重要指标。本研究以两个谷子品种即110、沁黄2号（QH）为试验材料,研究了不同UV-B辐射条件处理对谷子幼苗叶片中光合色素与各酶活性的影响;对不同UV-B辐射强度处理下谷子籽粒中的米色、总类胡萝卜素含量及其组分叶黄素与玉米黄质含量进行了测定分析,从转录组水平分析并筛选出差异表达的关
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（31971906、31601369）； 山西省应用基础研究优秀青年基金项目（201901D211382）； 山西省重点研发计划项目（201603D221003-6）； 山西省研究生教育创新项目（2019SY203）；
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谷子起源于我国,经脱壳处理后称小米,在我国旱作农业中具有深远的影响。米色能够直观反映小米品质的优劣,是谷子品质评价中的重要指标。本研究以两个谷子品种即110、沁黄2号（QH）为试验材料,研究了不同UV-B辐射条件处理对谷子幼苗叶片中光合色素与各酶活性的影响;对不同UV-B辐射强度处理下谷子籽粒中的米色、总类胡萝卜素含量及其组分叶黄素与玉米黄质含量进行了测定分析,从转录组水平分析并筛选出差异表达的关键基因,并进一步对比分析了各关键基因在谷子籽粒不同发育阶段的表达模式,初步探讨了UV-B辐射对谷子叶片与米色的影响,为今后培育高品质、高类胡萝卜素含量谷子品种奠定了一定的理论基础,主要研究结果如下:（1）谷子苗期对UV-B辐射胁迫的生理生化响应在两个品种谷子苗期叶片中,类胡萝卜素与叶绿素含量在UV-B±处理条件下均低于对照组;超氧化物歧化酶（SOD）活性与过氧化物酶（POD）活性在UV-B+辐射条件下均随着时间增加逐渐升高,但在UV-B-处理下其活性变化无规律可循;过氧化氢酶（CAT）随UV-B辐射强度增加而升高,丙二醛（MDA）在UV-B±处理下均成上升趋势。（2）不同UV-B强度辐射条件对小米米色及其中类胡萝卜素含量的影响利用色差仪对不同UV-B辐射强度下两个品种谷子不同发育阶段的米色进行测定发现:两谷子品种UV-B-处理组L*a*b*值均较低于对照组,且总类胡萝卜素、叶黄素和玉米黄质含量均相对于对照组下降。b*值可以表征小米米色黄度值。对不同UV-B辐射处理下小米总类胡萝卜素及其组成成分含量差异进行比较分析,UV-B-处理组其类胡萝卜素及叶黄素与玉米黄质两组分含量均低于对照组,叶黄素与玉米黄质为小米类胡萝卜素的主要成分。（3）不同UV-B辐射处理下小米转录组分析对不同UV-B辐射处理的两个品种谷子籽粒进行转录组分析,最终在110品种中筛选出3113个差异表达基因,其中上调基因占57.02%,下调基因占42.98%;沁黄2号中筛选出96个差异表达基因,其中上调基因占47.92%,下调基因占52.08%;110品种中注释到3039个差异表达基因,沁黄2号中注释到90个差异表达基因。通过转录组测序结果分析最终筛选出15个与米色形成相关的关键基因,且这些基因在110与沁黄2号中表达模式均表现出一定差异性。（4）UV-B诱导的类胡萝卜素相关基因表达模式分析采用实时荧光定量PCR,对筛选出的关键基因在不同UV-B辐射处理下谷子籽粒发育的不同时期的表达模式进行分析,结果与转录组测序结果相关性较高。Seita.3G397800、Seita.2G303000、Seita.4G263300与Seita.9G131200在UV-B降低时其表达量下调,Seita.9G047500、Seita.9G187300与Seita.3G352300表达量上调。
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