谷子穗发育过程的基因表达动态分析

穗是谷子(Setaria italica)产量和品质形成的基础,理想的穗型是谷子遗传改良的重要目标.以新型C4禾谷类模式植物超早熟小型谷子突变体xiaomi对象,利用RNA测序(RNA-Seq)技术分析了抽穗期、开花期和灌浆期3个发育时期穗中基因表达动态.结果 表明,开花期/抽穗期、灌浆期/开花期和灌浆期/抽穗期差异表达基因数分别为4159、4254和9243个.其中,光敏色素基因(PHYTOCHROME)、光周期枢纽基因(CONSTANS,CO)以及成花素基因(FLOWERING LOCUS T,FT)等在上述3个穗发育时期表达量差异显著,而一些与淀粉合成和代谢相关的基因在谷子穗发育过程中表达量逐渐升高.此外,还发现大量未知功能基因,这些基因在不同穗发育时期表达量差异显著.这些基因主要涉及次生代谢物生物合成、苯丙素类化合物生物合成、植物病原菌互作、植物激素信号转导、脂肪酸合成、糖类物质合成和蜡质合成等代谢通路.本研究揭示了谷子穗发育的基因表达动态,拟为深入解析穗发育调控的分子机制奠定基础.