【摘 要】
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谷子是起源于我国的重要杂粮作物,种植历史悠久。我国谷子资源丰富,但种质创新不足,限制谷子功能基因发掘与高效精准分子育种的开展。本研究采用小黄谷（B185）、然谷（B186）作为诱变材料,利用甲基磺酸乙酯（EMS）进行诱变,构建了突变体库,对诱变群体按农艺性状进行了筛选与鉴定,并重点对筛选到的花青素代谢相关突变体进行了研究。结果如下:1.突变体表型鉴定与筛选从突变体库发现一批表型明显的突变体,包括株
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（32170397）； 国家自然科学基金面上项目（31771810）； 国家自然科学基金面上项目（32070366）； 国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点支持项目（U21A20216）；
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谷子是起源于我国的重要杂粮作物,种植历史悠久。我国谷子资源丰富,但种质创新不足,限制谷子功能基因发掘与高效精准分子育种的开展。本研究采用小黄谷（B185）、然谷（B186）作为诱变材料,利用甲基磺酸乙酯（EMS）进行诱变,构建了突变体库,对诱变群体按农艺性状进行了筛选与鉴定,并重点对筛选到的花青素代谢相关突变体进行了研究。结果如下:1.突变体表型鉴定与筛选从突变体库发现一批表型明显的突变体,包括株型（如,紧凑型矮化）、叶型（如,叶片直立上冲）、叶色（如,黄化）以及生育期（如,早熟）突变体。其中,穗部相关性状的突变类型较为丰富,主要包括穗颜色、大小以及籽粒大小;筛选到的低花青素突变体表型明显,主要表现为由野生型的紫色叶鞘变异为绿色,穗颜色变绿,同时籽粒变大等。2.花青素代谢突变体DT6-25的表型鉴定在花青素突变体DT6-25中花青素含量显著低于野生型B186,但千粒重以及品质性状（如,淀粉含量、蛋白含量）却优于野生型。3.基于转录组分析突变体DT6-25的表型形成机制突变体DT6-25与其野生型B186相比较共鉴定出2167个差异表达基因（DEGs）,其中叶片中特异表达基因有538个,叶鞘中有1142个,二者共有的基因有487个。其中有611个基因显著上调表达,1018个基因显著下调表达。基于GO和KEGG数据库对差异基因进行生物学功能注释结果显示,这些基因主要分布在植物-病原菌互作、苯丙烷类生物合成、黄酮和类黄酮合成等通路。综上所述,本研究以B185、B186为材料,利用EMS诱变的方法构建了谷子突变体库,获得了较为丰富的表型变异材料。对突变体株系进行全生育期的观察和筛选,发现了紧凑型矮化等优异突变类型和花青素合成等功能缺陷型突变体,为谷子新品种选育和功能基因组学研究提供了理想的种质材料。同时,对谷子上首次发现的低花青素突变体在转录组水平上明确了突变导致黄酮和类黄酮代谢通路相关基因表达水平受到的影响,为深入探索谷子花青素代谢机制奠定了基础。
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