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小麦(Triticum aestivum L.)是世界上最有价值和种植最广泛的单子叶植物之一。分蘖是单子叶植物基部的特殊分枝。分蘖不仅决定植物形态,而且影响作物产量。本研究以一个小麦矮化,不分蘖突变体dmc(dwarf-monoculm)为材料,通过组织及组织化学观察,MicroRNA(miRNA)组分析及其与转录组联合分析,测定光合、可溶性糖和激素生理指标等试验,分析dmc和亲本“国麦301”的分蘖发育过程差异。用RNA-Seq技术对突变体dmc和“国麦301”的miRNA组进行研究,筛选差异表达miRNAs(Differentially expressed miRNAs,DEMs),对DEMs的靶基因进行功能注释,最终确定调控dmc小麦分蘖的miRNA-mRNA网络。本研究主要结果如下:1.组织学观察发现突变体dmc中主茎基部的分蘖分化和发育受到严重抑制,dmc的分蘖原基相比“国麦301”出现较晚且不能正常生长;组织化学观察发现dmc分蘖部位缺少典型分生组织的活力且分蘖原基蛋白质含量明显低于“国麦301”。2.在突变体dmc和“国麦301”之间共鉴定出454个miRNAs,其中有91个miRNAs显著差异表达(p<0.05)。在91个DEMs中,49个在dmc中高表达,42个在dmc中低表达。其中17个miRNAs具有功能注释,74个为预测的新miRNAs。这些DEMs的靶基因主要涉及结构分子活性、酶类调节活性、营养物种储存活性等生物学过程,这些过程被认为与dmc的表型是密切相关的。3.在自然条件下,分蘖期dmc突变体的光合能力明显低于“国麦301”。KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)通路分析发现14个重要的DEMs靶向差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs)参与碳水化合物代谢通路。分蘖时期dmc叶片和分蘖节蔗糖含量均低于“国麦301”。提示dmc的蔗糖含量降低可能由于其光合能力下降和蔗糖从叶片向分蘖节转运减少,导致了dmc能量不足,进而影响其分蘖。4.在突变体中有1 1个与生长素(Auxin,IAA)代谢相关的miRNAs高表达,以及参与赤霉素(Gibberellin,GA)生物合成的miR399高表达。通过比较三叶期“国麦301”和dmc的激素含量,发现“国麦301”中IAA和玉米素(Zeatin,ZA)的含量显著高于dmc,而GA的含量显著低于dmc,其中,“国麦301”中IAA的含量是dmc的1.4倍,ZA的含量是dmc的1.2倍,GA的含量是dmc的1.1倍,表明miRNAs参与调节突变体dmc激素代谢和信号转导,从而影响分蘖。5.鉴定出125对miRNA-mRNA存在负调控关系,其中包含40个关键的DEMs靶向45个DEGs,这些DEGs编码一些重要的生长调节因子(Growth-regulating factor,GRF)、生长素响应因子(Auxin response factor,ARF)以及与激素和碳水化合物代谢相关的蛋白质,说明这些miRNA在分蘖过程中发挥着重要的调控作用。