杂交导致的油菜基因组胁迫与转座子激活的联系及其遗传效应

植物种间杂交所导致的基因组胁迫，可能激活转座子并导致基因组结构的快速改变，但由于转座活动时期极难捕捉，转座子的活动规律及其与宿主基因组的互动至今仍不甚清楚。甘蓝型油菜是历经多次种间杂交进化后被驯化的异源多倍体作物，转座子是其复杂基因组的重要组分。我们拟以通过种间杂交新近培育的新型甘蓝型油菜为材料，配制种间杂种、亚基因组间杂种和品种间杂种，用荧光定量PCR技术检测不同类型反转座子在亲本和杂种种子和幼苗基因组中的表达动态过程，然后通过下一代测序技术，对处于反转座子活动最活跃时期和组织部位的RNA样品进行转录组测序，比较分析油菜不同类型杂种的基因组表达谱特征和功能基因表达差异对重要农艺性状和杂种优势的影响，及其与不同类型转座子活动直接和间接的联系，为探索不同亲缘关系的杂交胁迫对后代基因组的影响提供新信息。

植物种间杂交所导致的基因组胁迫，可能激活转座子并导致基因组结构的快速改变。甘蓝型油菜是历经多次种间杂交进化后被驯化的异源多倍体作物，转座子是其复杂基因组的重要组分。我们根据目前公布的芸薹属基因组序列构建了芸薹属转座子数据库和转座子蛋白数据库。采用RNA-seq技术和分析方法，对不同育种历程下甘蓝型油菜苗期叶片中基因和转座子的表达特性进行比较分析。结果表明，种间杂交后，外来种质的导入对油菜品种内部基因组产生了强烈的影响，改变了其内部基因表达活性。转座子表达分析显示，不同育种历程下的甘蓝型油菜中的DNA转座子表达活性有明显差异。我们对白菜、甘蓝型油菜以及杂种F0的角果和胚珠转录组进行了单独测序和混合测序，运用构建的芸薹属转座子蛋白数据库，比较分析了杂种F0和两亲本中不同类型转座子的表达差异。结果显示，物种间转座子表达量的差异反映出各个物种基因组转座子含量的差异。不同类型转座子其转录活性呈现不同的特征。白菜和甘蓝型油菜杂交后对转座子活性带来了较大的影响。进一步用RT-PCR和qRT-PCR技术对转座子表达分析结果进行了验证，说明通过转录组数据分析的转座子的表达差异的方法真实可行。这些研究结果和方法为我们进一步理解种间杂交转座子的活动，利用种间杂交创建和评估新型育种资源提供了参考。围绕本项目的研究材料和研究主题，通过合作我们还开展了相关的科学研究，如新型材料原始导入亲本物种的遗传图谱和基因组分析，芸薹属新合成六倍体与其亲本物种的小RNA和转座子表达差异分析。与本项目相关的部分研究结果已经发表在国际期刊上，并在国际会议做了大会报告，部分内容尚未发表。