茶樹是多年生木本植物,大多數(shù)茶樹品種自交不親和(不結實),經(jīng)長期的異交導致茶樹遺傳背景十分復雜,限制了遺傳學研究在茶樹中的開展和應用。同時,由于雜交結實率低和不同品種雜交結實率差異大等原因,導致茶樹雜交育種效率較低。
為揭示茶樹自交不親和的機制,我所茶樹遺傳育種團隊以中茶108和福鼎大白茶為材料,進行了自交(SP)和雜交授粉(CP),發(fā)現(xiàn)自交花粉管在授粉24h、72h內生長慢于雜交花粉管,推測這種時間上的延遲可能與茶樹自交不親和性直接相關。據(jù)此,分別選取了自交和雜交授粉后24h、48h和72 h的花柱,進行轉錄組學分析。結果發(fā)現(xiàn),自交和雜交授粉花柱在基因表達模式上有顯著差異,特別是活性氧(ROS)代謝相關基因的表達在自交授粉花柱中有明顯的延遲,恰好與自交花粉管生長減緩這一特點相一致,推測ROS代謝可能與茶樹自交不親和性相關,并且在茶樹授粉過程中具有重要作用。同時,篩選到了大量可能與茶樹育性相關的重要基因,為深入研究茶樹育性的分子機制奠定了基礎。
該研究結果已在最新一期《BMC Genomics》在線發(fā)表。
原文鏈接:http://bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12864-016-2703-5

圖1. 授粉24小時后,自交授粉(SP)花柱中花粉管的生長速度明顯慢于雜交授粉(CP)花柱。

圖2. 自交和雜交授粉后的花柱表現(xiàn)出不同的基因表達模式。

圖3. 自交授粉后花柱中部分基因的表達滯后于雜交授粉花柱。