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在远缘杂交与多倍化过程中,植物会产生不同的基因组反应,涉及遗传与表观遗传的改变。遗传改变包括基因组片段缺失、碱基改变、rDNA位点改变以及染色体重组等,而表观遗传改变主要涉及DNA甲基化修饰、组蛋白修饰及small RNA调控的改变等。遗传与表观遗传的改变对于杂交后代的性状形成具有重要影响,如杂种优势的形成。本研究通过白菜(Brassica rapa,基因组：AA)与黑芥(Brassica nigra,基因组：BB)的远缘杂交及其染色体加倍,观察到远缘杂种二倍体(AB)、异源四倍体(AABB)、亲本之间存在显著的表型差异。在此基础上,首先,利用相关序列扩增多态性标记(SRAP)分析了白菜与黑芥杂交及多倍化过程中的基因组遗传改变差异；其次,运用甲基化敏感扩增多态性标记(MSAP)分析了白菜与黑芥杂交及多倍化过程中的DNA甲基化模式与水平的差异；最后,通过small RNA高通量测序,系统地分析了白菜与黑芥杂交及多倍化过程中small RNA的差异,以期揭示small RNAs对远缘杂种及其多倍体性状的影响。本文初步探究了白菜与黑芥远缘杂交及其多倍化过程中的表型、遗传及表观遗传的变化,为园艺作物的遗传改良和新品种的创制提供新理论依据。主要研究结果如下：(1)以白菜(♀,AA)与黑芥(♂,BB)为亲本进行远缘杂交,通过秋水仙素处理异源二倍体(基因组：AB)诱导得到异源四倍体(基因组：AABB)和异源非整倍体。通过观察异源二倍体、T-异源二倍体(秋水仙素处理过的异源二倍体)、异源四倍体和异源非整倍体的生长情况,发现AABB与AB相比,表现出明显的生长优势。(2)通过SRAP分析了白菜与黑芥远缘杂交及其多倍化过程中基因组的遗传改变。结果表明：21.07%的AABB片段显示出了多态性,而AB中的多态性片段只有10.60%,其中,AABB中表现的新增片段是AB的两倍。将新增的多态性片段在NCBI中进行比对分析,部分片段匹配到了同源的功能基因。此外,本实验观察至AABB自交得到的Fz各植株间表现出相同的表型和基因模式。因此,我们推测在异源基因组的组合及染色体加倍过程中,基因组的遗传变化的程度与多倍化水平呈正相关；远缘杂交和染色体加倍都能影响新合成的异源多倍体的基因组结构,并且新增片段可能与新表型的形成有关。(3)通过MSAP分析了白菜与黑芥远缘杂交及多倍化过程中DNA甲基化模式和水平的改变,结果表明,AB甲基化模式改变的比例显著高于AABB,然而,AB和AABB的甲基化水平都低于亲本。因此,随着多倍化水平的提高,DNA的甲基化水平呈现下降趋势。(4) small RNA高通量测序的结果表明,AB与AABB的niRNAs表达水平与亲本相比较都呈现上升趋势,其siRNAs表达水平比白菜相比呈上升趋势,而与黑芥相比呈下降趋势。此外,随着倍性水平的提高,miRNAs比例增大,而siRNAs的比例减小。从亲本、杂交种、多倍体中一共得到320个已知niRNAs52个新miRNAs。并且通过定量实时多聚酶链反应(qRT-PCR)分析发现,目标基因的表达水平与miRNAs表达呈负相关。因此,miRNA表达水平的改变调控了基因的表达,并引起了杂种的表型变异,这在异源四倍体的杂种优势形成过程中发挥重要的作用。