山药(Dioscorea opposita)块茎是限制山药产量的重要因素之一。山药作为一种具有重要营养价值、药用价值和经济价值的蔬菜,其品质和产量受到国内外研究者的重视。本研究选取细长型毕克齐山药块茎和短粗型大和长芋山药块茎为试验材料,利用cDNA-AFLP技术筛选2种山药块茎发育时期相关的差异表达基因片段,并对其进行二次扩增、杂交验证、克隆、测序和功能注释分析,以寻找与山药块茎生长发育相关的差异基因。这些差异表达基因的挖掘,可为揭示不同山药块茎生长发育的分子机制和发育过程中块茎形态差异的成因提供科学依据。本研究的主要结论如下:(1)构建并进一步优化了可用于分离不同山药品种不同生长发育时期块茎相关差异表达基因的cDNA-AFLP银染技术体系。根据该优化的体系,分析了山药块茎相关差异表达基因,结果发现,相同或不同引物组合对山药块茎3个生长发育时期进行扩增,差异基因的表达均呈现出十分丰富的多态性。(2)从256对选择性扩增引物组合中筛选可扩增出条带清晰、多态性好的25对引物组合进行选择性扩增,共扩增出689条多态性条带,条带长度主要分布在100~1000 bp,总差异片段的多态性比率为51.4%。其中上调差异片段有304条,占扩增总条带数的44.1%,获得下调差异片段50条,占总扩增条带的7.3%。(3)将上调的304个差异片段,进行二次扩增,得到136个清晰且单一的条带,占上调差异片段总数的44.7%,片段大小主要集中在100~500bp之间。(4)136个二次扩增产物经反向Southern blot验证,获得15个阳性差异片段,经测序最终获得12个核苷酸序列,其中有4条核苷酸序列在细长型毕克齐山药块茎膨大中期差异表达;8条是在短粗型大和长芋山药块茎中差异表达,其中2条是在块茎膨大中期差异表达,其它4条是在块茎膨大后期差异表达。表明这12个阳性差异片段可能为山药块茎生长发育时期相关的差异表达基因。(5)12条核苷酸序列经NCBI BLAST比对和功能注释后,有9条核苷酸序列与已知序列有较高的相似性,功能上主要涉及分化发育、伴侣蛋白、核糖核蛋白、能量代谢、蛋白质合成、转录调控、信号转导等几类。有2条核苷酸序列BLAST比对后,与已知同源序列的相似性低于50%。另外1条核苷酸序列在数据库中暂时没有发现同源性蛋白质,它们可能为未知序列的且与山药块茎生长发育相关的基因。