摘要
花生是世界上最重要的油料作物和经济作物之一，提高花生产量具有重要的意义。叶片是花生主要的光合作用器官，叶片形态是花生最重要的农艺性状之一。叶片形态作为株型育种关注的重点，其改变会对花生的光合作用和抗逆性等生理功能产生影响，进而影响到花生的生长发育乃至产量。研究表明，叶片的适度卷曲有利于植株叶片保持直立不披垂，提高个体和群体中下部的透光率，增加群体光合面积，提高光能利用率，可以为产量的提高奠定良好的基础，因此研究与叶片卷曲相关的基因，对于花生理想株型育种、高产育种及品种改良具有重要意义。本研究以60Co-γ辐射花生品种“丰花1号”（FH1）干种子获得的一个稳定遗传的上卷叶突变体rl1为材料，从遗传学、细胞学及生理生化方面分析了该突变体的特性，并从转录水平进行了差异基因筛选和初步的功能分析。主要结果如下： 1.以rl1为母本，与FH1进行杂交，F1植株全部为半卷，F2分离后代中卷叶、半卷叶和正常叶植株的分离比接近1:2:1的遗传分离比，说明卷叶性状可能是由一个不完全显性核基因控制。 2.rl1整个生育期都表现为极度内卷，叶片变窄，植株矮小紧凑，除叶片发生卷曲之外，叶柄、果针、花柄和根均出现了不同程度的弯曲；对rl1叶片卷曲度调查发现，rl1主茎和侧茎的顶叶、倒二叶、倒三叶的卷曲度依次降低；杂种F1代的表型介于FH1和rl1之间。 3.通过对rl1和FH1植株形态比较发现，rl1株高和茎粗显著低于FH1；产量性状统计发现rl1的出仁率、饱果率略高于FH1，百仁重、百果重和平均单株产量显著低于FH1。 4.对rl1、F1代和FH1进行石蜡切片，rl1栅栏组织细胞空隙较大，贮水组织细胞疏松大小不一，排列凹凸不平，栅贮比最小，叶脉排列混乱，细脉稠密；rl1和F1代叶柄横切面端口处的两个大维管束附近出现两个小维管束，并沿着叶柄弯曲的方向交替消失，而FH1并未出现这种现象；rl1的果针横切面中维管束大小不均一，而且果针弯曲处两侧的维管束大小存在差异；rl1的茎横切面中维管束最不发达，但根横切面没有明显差异。 5.扫面电镜观察发现，FH1和rl1叶片上表皮均有蜡质覆盖，而下表皮没有蜡质。FH1的蜡质厚而稠密呈长条状，rl1的蜡质明显变短呈垂直片状。FH1下表皮气孔的密度和表皮毛的密度显著大于rl1的密度，表皮毛的长度和宽度略大于rl1，而rl1的气孔开度略大于FH1。 6.叶片叶绿素含量分析发现，rl1植株的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b以及类胡萝卜素的含量显著高于FH1，叶绿素a/b含量显著低于FH1。 7.基于本实验室对rl1和FH1的根和叶片进行转录组分析，在差异基因中筛选到的转录本c95764在FH1中的表达量显著高于rl1，而且不编码任何蛋白。将c95764与花生基因组数据库中的基因进行比对，发现c95764位于Aradu.A03染色体的5519366至5519900处，且在整个花生基因组中还有多个相似性在90%以上的序列片段，位于不同染色体的不同位置。通过比对花生allCDS数据库，发现c957644与花生B染色体组中的Araip.6T6S8基因相似性达90.48%，推测两者之间可能存在某种关系，因此选取c95764转录本做进一步研究，并将其命名为c95764基因。 8.克隆c95764基因并构建正义和反义植物表达载体，用花生下胚轴转化法分别转化rl1和FH1。经卡那霉素抗性筛选得到过表达抗性植株16株，反义表达抗性植株20株。经PCR分子检测后，筛选到过表达阳性植株1株，反义阳性植株0株。观察发现转基因花生部分恢复正常表型。
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