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燕麦是一种重要的粮、经、饲、药、草多用途作物,根据成熟后籽粒与颖壳脱离的难易,燕麦可被划分为皮燕麦与裸燕麦2种类型。籽粒皮裸性是禾本科植物中特有的性状,对种子的品质、产量及加工方式等具有重要影响,研究该性状对作物的遗传改良、起源驯化具有重要意义。目前,关于控制燕麦籽粒皮裸性状的形态、生理生化和分子机制尚不清楚。本研究以二倍体皮燕麦（CIav2921）、裸燕麦（CIav9008）和六倍体皮燕麦（PI258616）、裸燕麦（白燕2号）为试验材料,分析了燕麦内、外稃表型及细胞组织形态的差异;对内、外稃进行了生理及生化分析;克隆到2个AP2/ERF转录因子基因As Nud1和As Nud2,分析其基因结构;并对二倍体皮、裸燕麦的小穗进行转录组分析。从形态、生理生化和分子上揭示皮、裸燕麦颖壳差异的主要原因,主要研究结果如下:1.对不同发育阶段皮、裸燕麦花器官表型进行观察发现:除了外稃器官,皮、裸燕麦其他花器官形态没有差异;裸燕麦外稃表面叶脉清晰无光泽,皮燕麦外稃表面平滑有光泽;成熟期裸燕麦外稃舒展,皮燕麦外稃弯曲与籽粒紧密相连,皮、裸燕麦外稃面积大小存在显著差异。石蜡切片观察发现,皮燕麦外稃的上表皮细胞排列方式与裸燕麦不同,且皮燕麦外稃细胞壁和组织间隙外的木质化物质的沉积多于裸燕麦;比较外稃细胞层数发现,皮燕麦外稃细胞层数显著高于裸燕麦;皮、裸燕麦内稃之间没有明显差异。扫描电镜观察发现,皮燕麦外稃的上表皮表面纹理光滑,但存在排列无规律的突起,裸燕麦外稃的上表皮表面纹理粗糙暗沉,能看到蜡质晶体。2.对皮、裸燕麦花器官的组织化学分析发现:颖片、外稃和内稃中含有木质素,皮、裸燕麦颖片和内稃染色没有差异,皮燕麦外稃显色强于裸燕麦,随着外稃的成熟,木质素染色渐深。木质素含量测定发现:皮燕麦外稃木质素含量高于裸燕麦,但不显著。外稃表皮渗透性分析发现:皮燕麦外稃表皮渗透性低于裸燕麦。3.根据大麦Hv Nud基因,在燕麦克隆到2个AP2/ERF转录因子基因As Nud1和As Nud2。对这2个基因的结构分析发现,As Nud1和As Nud2为旁系同源基因;二者与Hv Nud都具有很高的相似性,其中As Nud2与Hv Nud的相似性更高;二倍体皮燕麦的As Nud1和As Nud2编码的氨基酸有提前终止现象,而裸燕麦中的这2个基因则没有此现象。对As Nud基因的转录分析发现,As Nud1和As Nud2在皮、裸燕麦的花器官中都有表达,但表达模式不同:As Nud1在CIav2921中的表达低于在CIav9008中的表达,但差异未达到显著水平;而As Nud2在CIav2921中的表达显著高于在CIav9008中的表达。因此推测,As Nud可能参与调控燕麦外稃器官的发育。4.对二倍体皮、裸燕麦小穗的转录组数据分析发现:CIav2921与CIav9008的差异表达基因上调表达的有830个,下调表达的有864个。差异基因的GO（Gene Ontology）分析表明共鉴定了51个差异表达基因,均为ADP结合的分子功能。差异基因的KEGG（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes）通路富集分析表明这些基因可能是参与了脂肪酸延伸,亚油酸代谢以及角质、亚角质和蜡的生物合成途径。