一、玉米细胞质雄性不育性(CMS)的激素调控机制（论文文献综述）
燕厚兴,林春晶,范亚军,张春宝[1]（2022）在《植物细胞质雄性不育基因克隆及分子机制研究进展》文中研究指明植物细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility, CMS）是由线粒体基因重排产生不育基因,引起植株自身不能产生或释放功能性花粉粒,但可接受外来花粉完成受精并产生后代的现象。随着不同植物中CMS现象的发现,不育相关基因相继被克隆,细胞毒性、能量代谢紊乱、异常程序性细胞凋亡以及逆向调节等CMS分子机制也被提出。本文对植物中已克隆的CMS相关基因以及分子机制进行总结和归纳,以期为今后植物CMS相关研究提供参考。
欧阳亦聃,陈乐天[2]（2021）在《作物育性调控和分子设计杂交育种前沿进展与展望》文中进行了进一步梳理作物育性调控不仅直接影响作物的产量,同时也和作物杂种优势利用密切相关.本文总结了作物雄性不育和杂种不育的遗传基础和分子调控机制的研究进展,介绍了细胞质雄性不育及三系杂交育种应用,光温敏雄性核不育系的建立及两系杂交育种应用,作物智能不育分子设计育种体系的建立及其应用以及作物杂种育性的调控机制及其对远缘杂交育种的应用.在此基础上分析了我国作物育性调控研究和分子设计杂交育种面临的瓶颈与对策,并展望了作物育性调控和杂交育种技术未来的发展趋势和战略布局.
黄静静[3]（2021）在《Ogura CMS青花菜育性恢复材料的创制及其遗传背景解析》文中研究说明Ogura CMS雄性不育是青花菜制种中应用最广泛的不育系类型,但是该应用也严重限制了对优良材料的再利用,突破Ogura CMS技术限制,获得优良育性恢复材料对提升我国青花菜育种水平和资源收集具有重大意义。本研究以含有育性恢复基因Rfo的芥蓝中间材料14Y12（甘蓝BC1代育性恢复单株）为亲本,通过回交转育途径将Rfo基因导入6份优良Ogura CMS青花菜中,同时利用小孢子培养和遗传转化技术获得育性恢复DH系和Rfo阳性单株。主要研究结果如下:1.回交转育途径获得Rfo阳性单株及其遗传背景分析。由芥蓝中间材料14Y12与青花菜17B1253、18QB693杂交获得育性恢复株系18B592和19B711;18B592-1与18-NH（耐寒优秀）、18-YX（炎秀）、18BS-1、18BS36、18T2B2、18B1023杂交获得F1代;19B711-1与19Q雅翠91、19Q喜迎门、19Q国王1号杂交获得F1-2代;18B592-1与F1代Rfo阳性株回交获得BC1代。经细胞学观察,F1代Rfo阳性株花粉活力存在显着差异,变异范围为50%～70%;减数分裂后期有染色体不均等分裂和染色体丢失的异常现象;倍性鉴定表明,F1代Rfo阳性株中11份为二倍体,占总体比例78.57%,3份为介于三倍体和四倍体间倍性,占总体比例21.43%。遗传背景分析表明,在遗传相似系数0.50处,芥蓝中间材料14Y12、青花菜17B1253及F1代转育株可分为两大类,F1代转育株与芥蓝中间材料14Y12的遗传相似系数为0.24～0.88。其中19B809-8与青花菜的遗传相似系数为0.76,可作为Ogura CMS青花菜育性恢复的转育亲本材料。BC1代Rfo阳性单株花器官正常,花粉活力较高（大于70%）,Rfo基因传递效率为14.29%～55.56%,农艺性状偏向青花菜且遗传分离明显。综合农艺性状、细胞学和遗传背景,在遗传相似系数0.60出,Rfo回交转育后代48个Rfo阳性株可分为五大类,其中20B826-2与18B592-1的遗传相似系数为0.66,与青花菜B6的遗传相似系数为0.52,株型近青花菜,为Ogura CMS青花菜后代利用提供了直接恢复材料。2.小孢子培养途径创制育性恢复材料及其遗传背景分析。对青花菜18QB693、育性恢复株系19B711和F1代Rfo阳性株进行小孢子培养。小孢子Rfo阳性单株在叶型、花蕾大小、花柱性状遗传分离显着,有二倍体和四倍性,获得了B693-2、B693-3、B711-1-5重要育性恢复系材料,构建了小孢子Ogura CMS育性恢复技术体系。遗传背景分析表明,小孢子单株B693-2、B693-3与青花菜20B724-1遗传相似系数为0.73,与青花菜遗传背景最近;小孢子单株B711-1-5-1与芥蓝遗传相似系数为0.63,与芥蓝遗传背景最近,可进行优良Ogura CMS青花菜资源创新与利用。3.转基因技术途径获得Rfo阳性单株。对Ogura CMS青花菜优良资源18-NH、18-YX进行转化研究,将萝卜Rfo基因插入p BWA（V）BII载体骨架构建p BWA（V）BII-Rfo表达载体,采用冻融法将重组质粒转入根癌农杆菌菌株EHA105中,使用农杆菌介导法获得转基因植株。经鉴定获得46株Rfo阳性株,定植后目前有33株表现出无花粉,为假阳性株,其余转基因阳性株有待进一步观察和鉴定。
高斌[4]（2021）在《棉花细胞质雄性不育恢复基因的定位、克隆与验证》文中指出细胞质雄性不育（Cytoplasmic Male Sterility,CMS）是一种由线粒体基因异常引起的具有母性遗传特征的性状,在高等植物中很常见。在农作物中,CMS系是杂种优势利用中极为重要的遗传资源,广泛应用于杂交育种。棉花是我国重要的纤维作物,随着我国植棉面积的下降,提高棉花产量是棉花育种的一大目标。棉花具有非常明显的杂种优势,产量和品质的杂种优势在棉花的育种中被广泛利用。细胞质雄性不育系在棉花中具有巨大的利用优势,能在杂交育种中最大限度降低自交率,比人工去雄和化学杀雄法更省时省力;相比于细胞核雄性不育,细胞质雄性不育系在不育系繁殖方面也有具有一定的优势。但棉花细胞质雄性不育性状在生产上的三系配套应用相对较晚,恢复系的恢复力不强是强优势配组的一个障碍。恢复系转育是筛选强杂交优势配组的必需途径。目前棉花的细胞质雄性不育恢复基因尚未被克隆,为了提高恢复系转育效率和实现恢复基因的分子应用,定位和克隆恢复基因具有重要意义。本研究使用混池测序和遗传群体定位,对细胞质雄性不育系6001A的恢复系7R13的恢复基因进行定位,通过扩增子测序和三代测序,克隆了恢复基因的候选基因,并通过愈伤恢复实验初步验证了候选基因,主要结果如下:（1）表型鉴定。6001A花药败育发生在不育系花蕾5-6 mm左右时,减数分裂前后,恢复系7R13对6001A的育性恢复作用强,恢复度高。田间F2群体的育性恢复表型分离模式证明育性恢复为单基因控制,具有完全显性效应。（2）基因定位。通过s BSA-seq将Rf基因初定位在D05:3298333-48126864,约15.14 Mb的区间。通过群体基因型分析,获得Rf基因最近的两个SSR分子标记Gh＿4740和NAU3938,对应的物理区间为2.66 Mb（D05:44749577-47409880）。（3）区间PPR-cluster进化分析。定位区间包含一个大型的PPR-cluster,由20个RFL-PPR同源序列组成。通过全基因组PPR基因家族分析发现D05区间PPR簇相比其他染色体区域具有成员多、密度高、同源性高的特点。在全基因组共鉴定到54个与区间PPR同源的序列,推断A04和D05上的PPR与棉属祖先更接近,恢复基因的形成可能是D05区间PPR簇内基因位点特异性选择的结果,且很可能保留了D05的同源PPR簇在序列上的相似性,D05同源PPR簇的相似性更高、成员更多的特点具有更理想的进化可塑性,能更积极和快速地应对线粒体基因突变。（4）序列克隆与标记开发。初步克隆区间PPR基因发现恢复基因所在的区间PPR簇可能存在大量变异且包含的PPR基因数量未知,TM-1参考基因组序列不能准确指导对本研究中恢复系区间PPR的克隆和定量分析。根据克隆的序列信息和多态性SLAF标签,开发了两个在生产上可应用于检测恢复系7R13纯度的分子标记。（5）设计Homocap-seq方案克隆恢复基因。为在大量的同源RFL-PPR中克隆恢复基因,设计了Homocap-seq方案,并开发了扩增子分析全套脚本,具有较高的实用性。通过分析恢复系特异的扩增子,发现了恢复系区间与参考序列存在巨大差异,根据高深度的恢复系特异扩增子克隆了3个PPR基因,进而通过表达筛选确定2个PPR为候选恢复基因。通过三代测序对Rf基因区间的所有PPR进行了注释,发现恢复系区间的PPR簇比普通陆地棉更为庞大,并通过PCR克隆的方法,获得了区间所有完整型和提前终止型PPR的准确序列。计算Rf区间PPR的相对表达水平验证了扩增子分析结果。组织表达模式分析表明n-PPR-1和n-PPR-2为花药发育早期特异表达的基因。进化分析表明,n-PPR-1可能是在CMS压力下,由n-PPR-5新形成的一个原位复制产物。最后,基于胁迫敏感的CMS效应建立了愈伤快速验证体系,通过一个转育的CMS遗传转化受体YZ1A,验证了n-PPR-1,而不是n-PPR-2,对YZ1A的愈伤盐胁迫反应具有抑制作用,证明n-PPR-1具有恢复CMS相关表型的功能。
任文静[5]（2021）在《甘蓝高代回交Ogura CMS育性恢复材料的创制及其利用》文中进行了进一步梳理Ogura细胞质雄性不育（Cytoplasmic male sterile,CMS）花粉败育彻底、在十字花科作物中应用十分广泛。但Ogura CMS是母性遗传,所有后代均为不育,无法进行资源的创新再利用,迫切需要创制甘蓝Ogura CMS恢复系。前期研究利用芥蓝与甘蓝型油菜远缘杂交,胚挽救后不断回交获得了BC3代甘蓝育性恢复系,但该材料仍存在甘蓝型油菜异源染色体片段比例较大、育性恢复基因Rfo传递效率不稳定、Rfo侧翼异源片段遗传组成不明确、创制的恢复系是否可应用等问题。为解决上述问题,本研究完成了Rfo基因初定位及甘蓝型油菜异源片段构成分析;对前期获得的甘蓝育性恢复系进一步回交,获得了高代回交恢复系;利用育性恢复系成功恢复含有根肿病抗性基因CRb的Ogura CMS材料的育性,进而获得了甘蓝抗根肿病材料。研究结果对打破甘蓝Ogura雄性不育资源壁垒、提高遗传多样性、促进根肿病抗性育种具有重要意义。主要研究结果如下:1.开发了一对适用于HRM高通量分型平台的Rfo基因特异In Del分子标记Rfo-11F/Rfo-11R,成功应用于高代回交恢复材料的高通量分子鉴定。利用该分子标记对8036株BC4、15408株BC5代单株进行筛选,分别获得41株BC4、117株BC5代Rfo阳性单株,这些单株田间表现可育,与分子标记鉴定结果完全一致。BC4代中Rfo基因传递率最高为4.37%（2147×18QR17-216）,通过育性、倍性、表型鉴定等进一步筛选获得了18QR17-216等5棵BC4代、5GH15-169等7棵BC5代高代回交重点育性恢复单株。回交五代后甘蓝Rfo育性恢复系倍性均已回复为二倍体,其中BC5代单株5GH15-169表型接近亲本甘蓝,整个花期育性表现好,作为重点单株用于进一步回交。2.将Ogura CMS育性恢复系中的Rfo基因初定位在C09染色体的起始端,明确了育性恢复系中C09染色体甘蓝型油菜杂合区段为0～21 Mb,占比38%。利用芥蓝BC5代高代回交分离群体发现Rfo基因与C09染色体0～28 Mb区间连锁。根据双亲重测序数据设计15对C09染色体In Del标记,检测发现BC6代芥蓝、BC5代甘蓝高代育性恢复系中C09染色体杂合区段比例都为38%（0～21 Mb）,油菜高密度基因芯片C09染色体检测结果证实育性恢复系中C09染色体9～21 Mb为杂合片段,多代回交后与BC1代育性恢复系15CMSF-Y1（0～35 Mb）相比C09染色体杂合区段减少25%。3.利用创制的甘蓝Rfo育性恢复系,通过育性恢复-胞质替换两步法,国内外首次恢复了Ogura CMS抗根肿病材料的育性,获得了含有根肿病抗性基因CRb的甘蓝正常胞质根肿病抗性材料。利用育性恢复系16Q2-11成功恢复含有CRb基因的甘蓝不育材料的育性,获得Rfo、CRb基因聚合材料,进一步杂交将Ogura不育胞质替换为正常可育胞质,自交后结合标记辅助筛选获得93株CRb基因纯合的抗病单株。利用重庆武隆的4号生理小种进行人工接种鉴定,结合田间表型调查,获得优良抗病株系Z1-6、Z8-2。利用抗病株系与骨干自交系CMS3075-82配制杂交组合YD1、YD2,在重庆武隆高山病圃进行抗性鉴定,结果均表现抗病（病指为0）,与人工接种鉴定结果吻合。
陈文涛[6]（2021）在《红麻雄性不育基因HcMS1和HcAMS的克隆与分析》文中研究表明红麻（Hibiscus cannabinus L.）是锦葵科木槿属一年速生纤维作物。红麻具有明显的杂种优势,细胞质雄性不育系可省去人工去雄、提高杂交种纯度,是利用杂种优势的有效途径。前期观察发现不育系败育的细胞学原因是单核期绒毡层退化严重,明显早于保持系,小孢子畸形,不能形成正常花粉。本实验以课题组培育的优良红麻品种不育系LC0301A、保持系LC0301B为材料,为进一步探究不育现象的分子生物学原因,对不育系和保持系进行转录组测序、代谢组检测,寻找调控红麻雄性不育的重要基因、代谢物和代谢途径,并对不育相关基因HcMS1和HcAMS进行克隆和遗传转化实验以明确基因功能。主要研究结果如下:1.红麻不育系、保持系花蕾间共检测到3651个差异表达基因,1816个上调基因,1835个下调基因。对以上差异基因进行GO和KEGG功能富集分析,GO主要体现在氧化还原、DNA模板转录调控和蛋白质磷酸化被显着富集,大量基因在这三个生物学过程差异表达;KEGG富集主要集中在植物激素信号转导,淀粉和蔗糖代谢,苯丙烷生物合成和戊糖、葡萄糖醛酸的相互转化通路。此外在NR库中挖掘到14个不育相关基因,包括同源基因MS1、AMS。2.红麻不育系和保持系花蕾在单核期前后发育时期的代谢组分析结果表明,A1-B1组（单核期前）共检测到410个差异代谢物,上调代谢物257个,下调代谢物153个;A3-B3组（单核期后）共检测到913个差异代谢物,上调代谢物共391个,下调代谢物522个。不育系中大量代谢物发生下调,主要是甘油磷酯、有机氧化物、类黄酮、羧酸及其衍生物;KEGG富集分析表明氧化磷酸化,酪氨酸代谢,柠檬酸循环途径在A1-B1组被显着富集,黄酮、黄酮醇生物合成,氨酰t RNA生物合成,类黄酮生物合成途径在A3-B3组被显着富集。A3-A1组共检测到703个差异代谢物,上调代谢物374个,下调代谢物共329个;B3-B1组共检测到365个差异代谢物,上调代谢物221个,下调代谢物144个。丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,亚油酸代谢,柠檬酸循环途径在A3-A1组显着富集;嘌呤代谢,戊糖磷酸途径,氨酰t RNA生物合成途径在B3-B1组显着富集。3.对HcMS1和HcAMS基因进行克隆,生信分析发现其分别具有典型的PHD-finger结构域和b HLH结构域。HcMS1表达水平在红麻花蕾中先升高、后下降,其在保持系中的表达量显着高于不育系;HcAMS表达水平在保持系中呈现先上升、后下降,而在不育系中一直下降,其在保持系的表达量远高于不育系。通过转基因实验获得HcMS1和HcAMS过表达拟南芥和HcMS1过表达烟草。转基因拟南芥的表型、花粉粒和结实正常;转基因烟草在弱光源下,转基因烟草植株矮化、花萼变形、花冠筒缩短、无法结实;强光源下,烟草花冠筒及花萼形状恢复正常,花药正常开裂有花粉,但依然无法正常结实。I2-KI染色结果显示转基因烟草花粉粒饱满有活力;扫描电镜结果显示转基因烟草花粉粒外观与野生型不同,萌发孔在一侧内陷,推测可能是导致转基因烟草不育的原因。
倪金龙[7]（2021）在《水稻低温敏核不育基因rtms6和rtms10介导的杂合雄性不育遗传规律研究》文中指出杂交水稻技术通过对杂种优势的利用,显着提高了水稻单产水平。基于细胞质雄性不育的三系法和基于光温敏核不育的两系法是当前杂交水稻技术的主要类型,这些技术成果的应用和推广,为我国稻米增产和保障粮食安全作出巨大贡献。然而,随着生产的发展,三系法配组的不自由和两系法制种的风险问题也逐渐暴露出来。因此,研创一种配组自由、制种风险较低的杂交水稻新技术,对于杂交水稻的安全生产和持续发展具有重要意义。雁农S（YnS）是一种低温雄性不育、高温可育的反向温敏核不育系（即与传统的光温敏不育系低温可育、高温不育的特性相反）,育性转换临界温度为29-29.5℃,低于29℃表现为雄性不育。育种家们业已利用YnS选配出多个两系杂交水稻新组合,在生产中显示出良好的应用效果。然而YnS低温敏不育性状的遗传规律尚不甚清楚,不育基因的定位和克隆也未见报道。此前的研究还发现:用YnS型不育系与传统两系不育系农垦58S及其衍生不育系7001S等进行杂交,其F1在各种光温条件下均表现出稳定的雄性不育现象。利用这一特点,我们育成了不受光温影响的新型雄性不育系天丰HS。这就更需要对YnS基因型进行深度解析,通过对相关功能基因的标记、定位和克隆,进一步揭示其遗传规律,更好的为育种应用服务。本研究围绕上述目标,在系统分析YnS低温敏不育性状遗传表现的基础上,精细定位和克隆了相关不育基因,揭示了YnS低温敏不育基因介导的光温稳定型雄性不育的遗传规律和应用前景。主要结论如下:（1）利用YnS分别与R608和L422杂交得到的F2分离群体,在第6和第10染色体上定位到2个控制低温敏核不育性状的主效位点,分别命名为rtms6和rtms10。通过进一步构建高世代回交分离群体,分别将rtms6和rtms10精细定位在～87kb和～55kb的物理区间内。转录组测序和RT-PCR分析显示,～87kb区间内的Loc＿Os06g08380转录本在22℃低温条件下特异下调表达。遗传互补试验初步证明Loc＿Os06g08380即为rtms6。～55kb区间内也发现了rtms10的候选基因,克隆和验证工作正在进行中。（2）利用YnS作不育基因供体转育而成的两个新遗传背景的材料,一个为R608背景的rtms6、rtms10、rtms6rtms10近等基因系,另一个为L422背景的rtms10近等基因系（L422自身携带有rtms6）,分别将它们与1892S杂交,在长日高温和短日低温条件下观察不同F1植株的育性,发现仅rtms6rtms10型近等基因系与1892S杂交F1表现为光温稳定型不育,表明rtms6和rtms10共同作用导致了这种杂种光温稳定性雄性不育。（3）构建了YnS与1892F（轮回父本）低世代和高世代回交分离群体,在长日高温和短日低温条件下观察,稳定不育单株与可育单株均表现1:1的分离比。分子标记分析结果显示,稳定雄性不育性状与rtms10位点共分离,而与rtms6无连锁关系,表明1892F中已携带有rtms6基因,这种光温稳定型不育单株的基因型是rtms6YnSrtms6YnSrtms10YnSrtms101892F。因此,我们将这种杂种光温稳定型雄性不育称为杂合雄性不育（heterozygous male sterility,HMS）。（4）通过分子育种策略构建了具有1892F背景的低（反）温敏雄性不育系1892RS。通过大田种植和人工气候箱处理,1892RS(rtms6YnSrtms10YnS)与1892F(rtms6YnSrtms101892F)杂交F1在高温和低温条件下均表现为雄性不育,即HMS。将1892RS(rtms6YnSrtms10YnS)与1892F(rtms6YnSrtms101892F)杂交F1株系称为杂合雄性不育系1892HS,1892F则是1892HS的保持系,记作1892HB。（5）以1892HS为母本,分别与恢复系五山丝苗、粤禾丝苗及R9802进行了测配。通过对F1主要农艺性状、产量性状和品质性状的考察,结果显示1892HS配制的组合在产量和品质性状上与对照不育系1892S测配的组合无显着差异,表明这种HMS新型不育系具有较好的育种应用潜力,同时保证了配组的自由性与制种的安全性相统一。
于海龙,任文静,方智远,杨丽梅,庄木,吕红豪,王勇,季佳磊,张扬勇[8]（2021）在《蔬菜细胞质雄性不育的育性恢复研究进展》文中研究表明近些年来,在蔬菜中报道了多种类型的细胞质雄性不育系及其恢复系,并定位和克隆了多个恢复基因,开发了与恢复基因紧密连锁的标记应用于蔬菜育种。从蔬菜作物细胞质雄性不育（CMS）育性恢复系、恢复基因的定位和克隆、恢复基因连锁标记的开发、恢复系在育种中的应用等方面对近些年的研究进展进行了概述,并探讨了存在的问题及未来发展方向。
高宇杰[9]（2021）在《YS型小麦雄性不育系细胞质基因组分析及雄性不育候选基因鉴定》文中研究指明小麦（Triticum aestivum L.）作为重要的粮食作物,其产量和品质可利用杂种优势有效提高。雄性不育系在杂种优势利用中至关重要,但至今小麦雄性不育的机理依然没有系统地解释。本研究主要挖掘K型小麦雄性不育系K519A和温敏雄性不育系YS3038的细胞质不育基因,以K519A和其同型保持系519B以及温敏雄性不育系YS3038为材料,利用第二代高通量测序技术,对三个材料小麦的细胞质基因组进行测序、组装和拼接,比对分析基因组序列得到候选差异基因,通过大麦条状花叶病毒诱导基因沉默（BSMV-VIGS）的方法验证基因的育性功能,进一步筛选雄性不育相关的候选基因。获得的主要结果如下:1.利用二代高通量测序技术获得了完整的K519A、519B和YS3038的叶绿体基因组数据,并完成了数据的组装拼接。小麦雄性不育系K519A的叶绿体基因组全长136,996 bp,其中大单拷贝区（LSC）片段长811,36 bp,小单拷贝区（SSC）片段长12,776bp,反向重复区（IR）长21,542bp,基因组G/C含量为38.27%。519B叶绿体基因组全长136,235 bp,LSC长80,335 bp（LSC）、SSC长12,796 bp和IR 21,552bp,基因组G/C含量为38.28%。YS3038叶绿体基因组总长度为136,919 bp,LSC长81,059 bp（LSC）、SSC长12,776 bp、IR长21,542 bp,基因组G/C含量为38.28%。2.K519A和519B叶绿体基因比对后共发现104个基因碱基突变位点,突变发生在42个基因中,其中的16个基因是非同义突变基因;在K519A和YS3038之间的叶绿体编码基因中没有碱基突变。3.利用二代高通量测序技术获得了完整的K519A、519B和YS3038的线粒体基因组数据并完成了数据的组装拼接。K519A线粒体基因组全长420,543 bp,基因组的G/C含量为44.14%;519B线粒体基因组总长度为433,560 bp,G/C含量为44.14%;YS3038线粒体基因组的总长度为452,567 bp,G/C含量为44.35%。比较K519A和519B的线粒体基因组后,共发现了14个差异基因和83个差异的开放阅读框。比较YS3038与K519A的线粒体基因组后,发现YS3038与K519A共存在10个差异基因和122个差异开放阅读框。4.对候选基因进行qPCR后发现,大多数基因在二核期到三核期之间的表达量差异显着,这与小麦育性转换的时期相符。经过BSMV-VIGS验证候选基因的育性功能后发现,叶绿体atp B和ndh H基因可能与K519A的育性有关;线粒体cox1基因导致了可育条件下YS3038育性的降低,推测cox1基因的表达可能与YS3038小麦温敏特性有关。
叶佳丽[10]（2021）在《小麦K-TCMS育性转换相关基因的鉴定及lncRNA MSTRG.224114调控其育性转换的功能解析》文中研究指明粮食安全,关乎国泰民安,始终是人类不可忽视的根本问题。小麦作为全球人类的主粮之一,至今仍难以突破杂种优势利用的重重难关,严重阻碍着杂交小麦大面积走向生产实践。因此,筛选影响小麦雄性育性的关键基因,借以创制构建优良的小麦雄性不育种质材料,对保障人类粮食安全具有重要的意义。本课题组选育的K型温敏细胞质雄性不育（Thermo-sensitive male sterile line with Aegilops kotschyi cytoplasm,K-TCMS）小麦材料KTM3315A,具有稳定的遗传特性,育性受温度调控,生产上可实现“一系两用”,被广泛的作为小麦雄性不育机理探究的理想材料。为了揭示影响小麦雄性育性的关键基因,本研究进行了三个育性相关基因家族的系统分析、KTM3315A花药的长链非编码RNA（lncRNA）测序、大麦条纹花叶病毒诱导基因沉默（BSMV-VIGS）介导的基因功能验证等试验,筛选到多个育性相关候选基因。进一步,结合互作mi RNA的预测和验证等试验,共同构建出一个多分子联合调控KTM3315A育性的机制模型。本研究所获得的主要结果如下:1.从小麦热激转录因子（Heat stress transcription factor,HSF）、多聚半乳糖醛酸酶（Polygalacturonase,PG）、蔗糖转化酶（Invertase,INV）基因家族中分别鉴定到61、113、130个成员。以进化关系和理化性质为依据,HSF家族被分为ABC三大类,PG家族被分为A-F六大类,INV基因家族被分为酸性INV（Acid invertase,AINV）和中碱性INV（Neutral/alkaline invertase,A/NINV）两大类。重复事件的分析证明,全基因组复制对于小麦HSF、PG、INV三个基因家族的扩张贡献最大。基因结构和保守氨基酸基序分析显示,每个基因家族内部不同大类间的成员具有多样性,但是各自亚类内成员相对保守。Ta Hsf被预测与HSP70、HSP90和HTPG三种主要的蛋白互作。Ta PG被预测主要参与水解作用和催化作用,且其启动子上具有响应多种激素和MYB转录因子的顺式作用元件。从表达模式上分析,这三个小麦基因家族都具有组织特异性,有7个Ta Hsf显示出穗特异性,21个和22个Ta PG分别在单核早期和三核期的穗中高表达,8个Ta AINV在生殖生长期穗部特异表达。最终,通过在KTM3315A的花药中验证,结合水稻和拟南芥同源基因的功能参考,本研究预测三个Ta Hsf A2基因可能受高温响应以调节HSP70的表达来影响小麦花药发育;Ta PG09、Ta PG54、Ta PG87、Ta PG93等四个基因可能参与小麦花粉粒的分离、花药的开裂、花粉管的生长和萌发等过程;Ta CWINV40、Ta CWINV46、Ta CWINV53可能通过影响绒毡层功能调控小麦雄性育性。2.对KTM3315A不育条件（AS）和可育条件（AF）下的单核期、二核期和三核期花药进行lncRNA测序,获得每个样品平均12.12 GB的质控后数据。通过与小麦参考基因组比对,共获得36,934个m RNAs和15,659个lncRNAs,其中包括基因间lncRNAs14,984个、正义lncRNA 135个、反义lncRNA 393个和内含子lncRNA 174个。与m RNA一样,不同发育时期和外界环境都会造成lncRNA的差异表达。三个时期AF和AS的差异表达lncRNA依次为848、887和662个,差异表达m RNA的个数依次为3,293、3,220和3,415。为了进一步获得lncRNA的功能,预测到1,705个lncRNA对应的2,068个cis靶基因,和7,253个lncRNA对应的18,090个trans靶基因。根据差异表达lncRNA靶基因的KEGG富集情况可以判断,单核期的差异表达lncRNA主要参与黄酮类、苯丙烷类、糖类等物质的生物合成途径,二核期的差异表达lncRNA主要涉及各种萜类、固醇和氨基酸的生物合成,而三核期的差异表达lncRNA主要与脂类和角质、蜡质等合成相关。此外,本研究获得了以育性相关候选基因Ta CWINV40、Ta CWINV46和Ta CWINV53为靶标的lncRNA MSTRG.224114。荧光定量PCR（q RT-PCR）结果证明,MSTRG.224114在根、茎、叶、籽粒和花药中的表达模式与其靶基因趋势一致。3.通过基因克隆,获得长度为1,755 bp的Ta CWINV53 CDS序列,和长度为256 bp的lncRNA MSTRG.224114已知序列。Ta CWINV53的CDS包含8个外显子,MSTRG.224114包含两个外显子,它们其中的一个外显子在小麦5D染色体上反向互补重叠。通过显色原位杂交技术发现,MSTRG.224114在KTM3315A可育花药前期的药壁、药隔和小孢子细胞核中都有表达,至三核期几乎消失不见。Ta CWINV53蛋白的亚细胞定位在细胞壁,且在花药特异表达。VIGS验证试验表明,Ta CWINV53和MSTRG.224114在KTM3315A的下调表达引发了花药和花粉粒的一系列雄性败育表型,并且导致了花药酸性蔗糖转化酶活性的下降。依据Ta CWINV53启动子和MSTRG.224114本体共有ERF转录因子（Traes CS5B01G565300）的结合位点,综合它们的结构和位置信息,推测MSTRG.224114可能在高温响应下通过招募ERF蛋白增强Ta CWINV53的表达水平来调节KTM3315A的育性。4.依据软件比对结果及已有研究基础,预测tae-mi R408与Ta CWINV53存在互作关系并参与KTM3315A育性调控。从KTM3315A花药中克隆获得长度为253 nt和256 nt的两种tae-mi R408前体序列,并分别命名其为tae-MIR408A和tae-MIR408C。VIGS功能验证表明,tae-mi R408的过表达株重复了Ta CWINV53和MSTRG.224114沉默株的败育表型,但是其过表达对Ta CWINV53和MSTRG.224114的表达水平影响极弱。相反,在Ta CWINV53和MSTRG.224114的沉默株中,tae-mi R408的表达量显着上调。烟草的GUS染色试验证明tae-mi R408的表达受Ta CWINV53抑制调控,而不同处理中KTM3315A的花药蔗糖含量进一步显示出与tae-mi R408表达水平的密切关系。为了揭示tae-mi R408影响KTM3315A育性的下游原因,通过q RT-PCR验证了被tae-mi R408抑制的蓝铜蛋白基因（Traes CS7A02G176800）在KTM3315A花药中的差异表达。综上,本研究梳理出一个多基因参与KTM3315A育性调控的机制模型:高温可育条件下（>20℃）,lncRNA MSTRG.224114以招募ERF转录因子的方式增强Ta CWINV53表达,进而通过降低蔗糖含量来抑制tae-mi R408的表达并间接促进Traes CS7A02G176800表达,最终保障花粉发育的物质供应,使KTM3315A表现出雄性可育表型。
二、玉米细胞质雄性不育性(CMS)的激素调控机制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、玉米细胞质雄性不育性(CMS)的激素调控机制（论文提纲范文）
（1）植物细胞质雄性不育基因克隆及分子机制研究进展（论文提纲范文）
| 1 植物细胞质雄性不育概述 |
| 2 植物细胞质雄性不育基因的克隆 |
| 2.1 水稻CMS基因克隆 |
| 2.2 玉米CMS基因克隆 |
| 2.3 芸薹属植物CMS基因克隆 |
| 2.4 其他植物CMS基因克隆 |
| 3 植物细胞质雄性不育的分子机制 |
| 3.1 细胞毒性机制 |
| 3.2 能量代谢紊乱机制 |
| 3.3 异常程序性细胞凋亡机制 |
| 3.4 逆向调节机制 |
| 3.4.1 mi RNA对CMS的调控 |
| 3.4.2 转录因子对CMS的调控 |
| 4 总结与展望 |
（2）作物育性调控和分子设计杂交育种前沿进展与展望（论文提纲范文）
| 1 作物育性调控的国内外研究现状 |
| 1.1 细胞质雄性不育及三系杂交育种应用 |
| 1.2 光温敏雄性核不育及两系杂交育种应用 |
| 1.3 作物智能核不育及新型不育系的创制 |
| 1.4 作物杂种不育及远缘杂种优势利用 |
| 2 作物育性调控研究和分子设计杂交育种的未来发展趋势 |
| 2.1 作物育性调控的基础研究:从基因功能走向网络调控,从个体发育转向环境响应 |
| 2.2 分子设计杂交育种和相关产业应用:利用更广泛的种质资源、基于不同作物的交互性、开创新的技术体系 |
| 3 我国作物育性调控研究和分子设计杂交育种面临的瓶颈与对策 |
| 3.1 战胜作物育性受多基因调控和环境制约的挑战 |
| 3.2 解决规模化和精准化进行种质资源的鉴定与利用的难题 |
| 3.3 突破现有分子育种技术瓶颈,引领前沿技术体系变革 |
| 4 我国杂交育种技术面向2035年的战略布局 |
| 4.1 作物雄性不育和育性恢复的调控机制 |
| 4.2 作物育性转化及其与光温互作和环境响应的理论基础 |
| 4.3 作物远缘杂种不育的分子调控网络和远缘杂种优势利用 |
| 4.4 杂交育种技术的创新和农业生产方式的变革 |
（3）Ogura CMS青花菜育性恢复材料的创制及其遗传背景解析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 青花菜起源与引进 |
| 1.2 青花菜育种技术研究 |
| 1.2.1 自交不亲和研究 |
| 1.2.2 雄性不育研究与利用 |
| 1.2.3 小孢子培养技术研究与应用 |
| 1.2.4 转基因技术研究 |
| 1.3 十字花科Ogura胞质雄性不育类型与应用 |
| 1.4 研究目的和意义 |
| 第二章 Rfo育性恢复基因在Ogura CMS青花菜杂交转育后代中的响应 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验方法 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 育性恢复株系、杂交后代(F_1代)的获得 |
| 2.2.2 Rfo阳性单株分子鉴定 |
| 2.2.3 Rfo阳性单株农艺性状观察 |
| 2.2.4 Ogura CMS青花菜Rfo转育后代花粉活力和染色体表现 |
| 2.2.5 Ogura CMS青花菜Rfo转育后代倍性分析 |
| 2.2.6 Ogura CMS青花菜Rfo转育后代遗传背景分析 |
| 2.3 讨论 |
| 2.3.1 远缘杂交创制Ogura CMS恢复材料 |
| 2.3.2 Ogura CMS恢复材料的遗传背景解析 |
| 第三章 F_(1-2)和BC_1阳性后代阳性株的获得及其遗传背景分析 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 试验方法 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 青花菜各世代恢复材料的获得 |
| 3.2.2 各世代Rfo阳性株分子鉴定 |
| 3.2.3 各世代Rfo阳性株农艺性状观察 |
| 3.2.4 Rfo阳性株自交、杂交后花粉管生长观察 |
| 3.2.5 19B711与18B592-1恢复后代优良单株农艺性状观察和花粉活力测定 |
| 3.2.6 19B711与18B592-1恢复后代Rfo阳性株倍性分析 |
| 3.2.7 19B711与18B592-1恢复后代Rfo阳性株遗传背景分析 |
| 3.3 讨论 |
| 3.3.1 杂交转育技术在十字花科作物育种中的应用 |
| 3.3.2 Ogura CMS在十字花科芸薹属蔬菜作物中的应用 |
| 第四章 小孢子培养途径获得育性恢复材料DH系及其遗传背景分析 |
| 4.1 试验材料与方法 |
| 4.1.1 试验材料 |
| 4.1.2 试验方法 |
| 4.2 试验结果 |
| 4.2.1 DH单株的获得 |
| 4.2.2 DH单株育性分析 |
| 4.2.3 DH单株农艺性状观察 |
| 4.2.4 DH单株形态观察和花粉活力测定 |
| 4.2.5 DH单株倍性分析 |
| 4.2.6 DH单株遗传背景分析 |
| 4.3 讨论 |
| 4.3.1 小孢子培养在甘蓝类蔬菜材料创新中的应用 |
| 4.3.2 DH材料在分子遗传学中的应用研究 |
| 第五章 转基因途径获得Ogura CMS青花菜Rfo阳性株 |
| 5.1 试验材料与方法 |
| 5.1.1 试验材料 |
| 5.1.2 试验方法 |
| 5.2 结果 |
| 5.2.1 Rfo表达载体启动子PCR扩增与序列分析 |
| 5.2.2 转基因材料的获得和阳性株PCR检测 |
| 5.2.3 Rfo阳性株农艺性状观察 |
| 5.2.4 Rfo阳性株倍性分析 |
| 5.3 讨论 |
| 5.3.1 转基因育性恢复材料的创制与研究 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 回交转育途径创制Ogura CMS青花菜恢复材料及其遗传背景分析 |
| 6.2 小孢子培养途径创制Ogura CMS青花菜恢复材料及其遗传背景分析 |
| 6.3 遗传转化途径创制Ogura CMS青花菜恢复材料 |
| 参考文献 |
| 附录A 胚挽救、花粉活力划分、样品制备及电泳检测等 |
| 附录B pBWA(V)BII-Rfo表达载体的启动子序列和Rfo基因序列 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（4）棉花细胞质雄性不育恢复基因的定位、克隆与验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词表 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 作物三系育种研究进展 |
| 1.1.1 植物细胞质雄性不育概述 |
| 1.1.2 作物细胞质雄性不育系的创新 |
| 1.1.3 作物三系杂种优势利用 |
| 1.2 作物CMS恢复基因研究进展 |
| 1.2.1 作物CMS恢复基因的定位及克隆 |
| 1.2.2 CMS恢复基因作用机理 |
| 1.3 PPR基因功能研究 |
| 1.3.1 PPR蛋白的进化和分类 |
| 1.3.2 PPR蛋白主要功能 |
| 1.3.3 线粒体定位PPR蛋白与胁迫反应 |
| 1.3.4 PPR蛋白与细胞质雄性不育 |
| 1.4 测序技术在基因定位与克隆中的应用 |
| 1.4.1 传统基因定位与测序技术的结合 |
| 1.4.2 BSA测序 |
| 1.4.3 全基因组重测序 |
| 1.4.4 捕获测序 |
| 1.5 本研究的目的和意义 |
| 2 细胞质雄性不育恢复基因的定位与区间PPR基因分析 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 群体构建 |
| 2.2.2 群体DNA提取 |
| 2.2.3 花药育性表型鉴定 |
| 2.2.4 sBSA-seq |
| 2.2.5 基因克隆 |
| 2.2.6 多态性标记开发 |
| 2.2.7 同源簇分析 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 表型鉴定 |
| 2.3.2 恢复基因定位 |
| 2.3.3 区间PPR基因的进化特异性 |
| 2.3.4 区间PPR基因的克隆 |
| 2.3.5 恢复系特异标记开发 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 测序技术加速基因定位 |
| 2.4.2 RFL-PPR进化特征 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 细胞质雄性不育恢复基因克隆与验证 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 棉花材料 |
| 3.2.2 植物总RNA的提取 |
| 3.2.3 RT-PCR和 qRT-PCR |
| 3.2.4 Homocap-seq流程 |
| 3.2.5 分析脚本设计 |
| 3.2.6 扩增子分析 |
| 3.2.7 二代测序和纳米孔测序 |
| 3.2.8 PPR同源序列的鉴定 |
| 3.2.9 环化PCR(c RT-PCR) |
| 3.2.10 愈伤恢复实验 |
| 3.2.11 生理指标测定 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 基于PCR的同源捕获测序(Homocap-seq) |
| 3.3.2 Homocap-seq分析脚本设计 |
| 3.3.3 区间变异评估 |
| 3.3.4 候选基因预测与克隆 |
| 3.3.5 长读长测序验证 |
| 3.3.6 恢复系区间PPR簇注释 |
| 3.3.7 全基因组同源PPR表达预测 |
| 3.3.8 重复性、数据量和表达计算评估 |
| 3.3.9 候选PPR表达分析 |
| 3.3.10 候选PPR初步功能验证 |
| 3.3.11 候选PPR进化分析 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 捕获测序应用 |
| 3.4.2 恢复基因的验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 总结与展望 |
| 4.1 结论 |
| 4.2 本研究的创新点 |
| 4.3 本研究的不足与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 博士期间发表论文(专利) |
| 致谢 |
（5）甘蓝高代回交Ogura CMS育性恢复材料的创制及其利用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 甘蓝雄性不育类型及应用 |
| 1.1.1 甘蓝雄性不育类型 |
| 1.1.2 雄性不育系的应用 |
| 1.2 Ogura CMS恢复系研究进展 |
| 1.2.1 Ogura CMS恢复系的创制 |
| 1.2.2 Ogura CMS恢复基因的定位 |
| 1.3 BSA-seq技术 |
| 1.3.1 BSA-seq技术的原理 |
| 1.3.2 BSA-seq技术的应用 |
| 1.4 根肿病抗性基因研究进展 |
| 1.4.1 白菜根肿病抗性基因研究进展 |
| 1.4.2 甘蓝根肿病抗性基因研究进展 |
| 1.5 目的意义 |
| 第二章 高代回交甘蓝Ogura CMS育性恢复材料的创制 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 基于HRM技术开发高通量In Del标记 |
| 2.1.3 回交后代的获得及Rfo阳性株的高通量分型 |
| 2.1.4 Rfo阳性单株形态学性状调查 |
| 2.1.5 Rfo阳性单株倍性调查 |
| 2.1.6 回交后代Rfo阳性单株花粉活力评估 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 Rfo基因特异In Del标记的开发、验证及筛选 |
| 2.2.2 BC_4代甘蓝育性恢复系的获得 |
| 2.2.3 BC_4 代甘蓝育性恢复单株的形态、育性、倍性及细胞学行为观察 |
| 2.2.4 BC_4代重点单株18QR17-216 的确定 |
| 2.2.5 BC_5代甘蓝育性恢复系的获得 |
| 2.2.6 BC_5 代甘蓝育性恢复单株的形态、育性、倍性及细胞学行为观察 |
| 2.2.7 BC_5代重点单株5GH |
| 2.3 讨论 |
| 第三章 Ogura CMS育性恢复基因Rfo的遗传重组分析 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 DNA提取及质量检测 |
| 3.1.3 Rfo育性恢复基因遗传规律分析 |
| 3.1.4 利用BSA-seq初定位Rfo基因 |
| 3.1.5 双亲差异In Del标记开发筛选 |
| 3.1.6 利用高密度基因芯片检测芥蓝育性恢复系C09 染色体背景 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 育性调查及Rfo基因遗传规律分析 |
| 3.2.2 BSA-seq分析Rfo基因连锁区段 |
| 3.2.3 C09 染色体In Del标记的开发筛选 |
| 3.2.4 芥蓝、甘蓝育性恢复系不同世代回交群体C09 染色体背景分析 |
| 3.2.5 利用甘蓝型油菜高密度基因芯片检测芥蓝育性恢复系C09 染色体背景 |
| 3.3 讨论 |
| 第四章 利用育性恢复系创制甘蓝抗根肿病材料 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 试验材料 |
| 4.1.2 表型性状、倍性及育性调查 |
| 4.1.3 人工接种根肿病抗性鉴定 |
| 4.1.4 DNA提取及CRb(CRa)基因的鉴定 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 重点Rfo& CRb基因聚合单株的确定 |
| 4.2.2 正常胞质根肿病抗性甘蓝的获得及CRb基因传递率分析 |
| 4.2.3 正常胞质CRb阳性甘蓝材料根肿病抗性鉴定 |
| 4.2.4 杂交组合组配及纯合CRb基因抗病株系的获得 |
| 4.3 讨论 |
| 第五章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 附录A DNA提取及倍性检测方法 |
| 附录B |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（6）红麻雄性不育基因HcMS1和HcAMS的克隆与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 雄性不育 |
| 1.1.1 植物细胞质雄性不育研究 |
| 1.1.2 红麻雄性不育研究 |
| 1.2 转录组学简介 |
| 1.3 代谢组学简介 |
| 1.4 MS1 和AMS结构和功能 |
| 1.5 研究目的与意义 |
| 第二章 转录组分析和不育基因挖掘 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 实验材料与试剂 |
| 2.1.2 测序文库构建 |
| 2.1.3 生物信息分析流程 |
| 2.1.4 实时荧光定量PCR差异基因表达量验证 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 Illumina测序和数据分析 |
| 2.2.2 不育系、保持系基因表达情况 |
| 2.2.3 差异表达基因的GO功能分析与KEGG富集分析 |
| 2.2.4 不育基因挖掘 |
| 2.2.5 差异表达基因qRT-PCR验证 |
| 2.3 讨论 |
| 第三章 不育系和保持系花药代谢组分析 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 实验材料与试剂 |
| 3.1.2 代谢物提取 |
| 3.1.3 代谢物测定 |
| 3.1.4 代谢物数据分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 数据质量控制 |
| 3.2.2 PCA 分析与OPLS-DA 分析 |
| 3.2.3 差异代谢物筛选 |
| 3.2.4 代谢通路富集分析 |
| 3.3 讨论 |
| 第四章 HCMS1和HCAMS基因克隆与分析 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 植物材料 |
| 4.1.2 细菌菌株与质粒载体 |
| 4.1.3 试剂与仪器 |
| 4.1.4 HcMS1和HcAMS基因的克隆 |
| 4.1.5 HcMS1和HcAMS生物信息学分析 |
| 4.1.6 HcMS1和HcAMS基因表达模式分析 |
| 4.1.7 过表达载体构建 |
| 4.1.8 拟南芥、烟草遗传转化 |
| 4.1.9 转基因植株表型分析 |
| 4.1.10 红麻组织培养 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 HcMS1和HcAMS基因的克隆 |
| 4.2.2 HcMS1和HcAMS基因生物信息学分析 |
| 4.2.3 HcMS1和HcAMS基因表达模式分析 |
| 4.2.4 过表达载体构建 |
| 4.2.5 转基因植株筛选鉴定 |
| 4.2.6 转基因植株观察 |
| 4.2.7 红麻组织培养 |
| 4.3 讨论 |
| 第五章 全文结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 致谢 |
| 作者简历 |
（7）水稻低温敏核不育基因rtms6和rtms10介导的杂合雄性不育遗传规律研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1 杂交水稻育种技术 |
| 1.1 基于细胞质不育的三系杂交水稻系统 |
| 1.1.1 水稻细胞质不育系的发现与类型 |
| 1.1.2 CMS不育与育性恢复的分子机理 |
| 1.2 基于水稻光温敏核不育的两系杂交水稻系统 |
| 1.2.1 水稻光温敏核不育的类型 |
| 1.2.2 光温敏核不育基因的遗传定位与克隆 |
| 1.2.3 光温敏核不育的分子遗传机制 |
| 2 水稻杂种不育 |
| 2.1 水稻杂种雄性不育基因的克隆及其机理 |
| 2.2 水稻杂种雌性不育基因的克隆及其机理 |
| 3 本研究的目的和意义 |
| 第二章 雁农S低温敏核不育基因的遗传分析、精细定位与克隆 |
| 引言 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 主要试剂 |
| 1.3 主要仪器 |
| 1.4 试验方法 |
| 1.4.1 F_2分离群体构建与种植 |
| 1.4.2 花粉I_2-KI染色镜检 |
| 1.4.3 水稻DNA提取 |
| 1.4.4 SSR标记PCR扩增 |
| 1.4.5 聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)电泳 |
| 1.4.6 琼脂糖凝胶电泳 |
| 1.4.7 BSA法遗传连锁作图 |
| 1.4.8 近等基因系分离群体构建 |
| 1.4.9 目标基因精细定位 |
| 1.4.10 小穗总RNA提取与转录组测序 |
| 1.4.11 rtms6候选基因预测、克隆与互补载体构建 |
| 1.4.12 遗传互补验证 |
| 2 结果 |
| 2.1 YnS低温敏雄性不育性状的表型分析 |
| 2.2 YnS低温敏核不育性状的遗传分析与初步定位 |
| 2.3 rtms6和rtms10的精细定位与候选基因预测 |
| 2.4 rtms6的克隆与互补验证 |
| 2.5 rtms10的精细定位与候选基因预测 |
| 2.6 低温敏不育性状的细胞学分析 |
| 3 讨论 |
| 第三章 低温敏不育基因rtms6和rtms10介导的水稻杂合雄性不育的遗传分析 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 主要试剂 |
| 1.3 主要仪器 |
| 1.4 试验方法 |
| 1.4.1 材料种植 |
| 1.4.2 人工气候室处理试验 |
| 1.4.3 回交群体构建 |
| 1.4.4 DNA提取与PCR扩增 |
| 1.4.5 花粉离体萌发试验 |
| 1.4.6 花粉体内萌发试验 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 HMS的表型观察与分析 |
| 2.2 HMS的遗传分析 |
| 3 讨论 |
| 第四章 水稻杂合雄性核不育系的分子选育及其配组分析 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 主要试剂和主要仪器 |
| 1.3 试验方法 |
| 1.3.1 1892F背景反温敏不育系1892RS(reverse TMS, RS)及杂合雄性不育系1892HS(heterozygous male sterile line, HS)的构建 |
| 1.3.2 杂合雄性不育系1892HS的测配 |
| 1.3.3 材料种植 |
| 1.3.4 rtms10~(1892F)等位型连锁标记开发 |
| 1.3.5 DNA提取、PCR扩增及电泳分析 |
| 1.3.6 表型观察与主要农艺性状考察 |
| 1.3.7 直链淀粉含量(AAC值)和胶稠度(GC值)测定 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 rtms10~(1892F)等位型连锁标记开发 |
| 2.2 反温敏核不育系1892RS及杂合不育系1892HS的选育 |
| 2.3 1892HS的配组分析 |
| 3 讨论 |
| 第五章 全文结论和展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简介 |
（8）蔬菜细胞质雄性不育的育性恢复研究进展（论文提纲范文）
| 1 蔬菜作物CMS育性恢复系类型 |
| 1.1 萝卜 |
| 1.2 辣（甜）椒 |
| 1.3 其他蔬菜作物 |
| 2 蔬菜CMS育性恢复基因的遗传分析、定位和克隆 |
| 2.1 萝卜 |
| 2.2 辣（甜）椒 |
| 2.3 洋葱 |
| 2.4 其他蔬菜 |
| 3 蔬菜CMS育性恢复基因的作用机理 |
| 4 蔬菜CMS育性恢复系的应用 |
| 4.1 在“三系制种”中的应用 |
| 4.2 在种质创新中的应用 |
| 5 问题与展望 |
| 5.1 实用的CMS/Rf系统比较缺乏 |
| 5.2 CMS育性基因机理研究有待加强 |
（9）YS型小麦雄性不育系细胞质基因组分析及雄性不育候选基因鉴定（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 杂种优势的研究与利用概况 |
| 1.3 植物雄性不育概况 |
| 1.3.1 小麦细胞核雄性不育(GMS) |
| 1.3.2 小麦质核互作雄性不育(CMS) |
| 1.3.3 小麦温敏型雄性不育(TSMS) |
| 1.4 植物雄性不育机制研究 |
| 1.4.1 叶绿体与雄性不育 |
| 1.4.2 线粒体与雄性不育 |
| 1.5 细胞质基因组研究 |
| 1.5.1 叶绿体基因组研究进展 |
| 1.5.2 线粒体基因组研究进展 |
| 1.5.3 RNA编辑(RNA editing)研究进展 |
| 1.5.4 病毒诱导的基因沉默在植物中的应用 |
| 1.6 本研究的目的与意义 |
| 第二章 K519A、519B和YS3038 的叶绿体基因组分析 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 材料种植与取材 |
| 2.1.2 小麦总DNA的提取 |
| 2.1.3 测序拼接和分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 K519A、519B、YS3038 叶绿体基因组测序和基本特征 |
| 2.2.2 叶绿体基因组SSR分析 |
| 2.2.3 叶绿体基因组长重复片段分析 |
| 2.2.4 中国春、K519A、519B和YS3038 之间蛋白编码基因比对 |
| 2.2.5 一代测序验证非同义突变位点 |
| 2.2.6 K519A和519B的系统发育分析 |
| 2.3 讨论 |
| 2.3.1 叶绿体基因组研究和基于叶绿体的系统发育分析 |
| 2.3.2 不同品系的叶绿体基因组之间多态性分析 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 K519A、519B和YS3038 的线粒体基因组分析 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 试验方法 |
| 3.1.3 测序拼接和分析 |
| 3.1.4 线粒体基因比对分析和非同义突变位点的验证 |
| 3.1.5 线粒体基因组共线性比较分析 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 K519A、519B、YS3038 线粒体基因组测序和基本特征 |
| 3.2.2 线粒体蛋白质编码基因的比对和分析 |
| 3.2.3 线粒体基因组开放阅读框的比对 |
| 3.2.4 线粒体差异基因非同义突变位点的测序验证 |
| 3.2.5 不同品种小麦线粒体基因组的共线性关系分析 |
| 3.3 讨论 |
| 3.3.1 小麦线粒体基因组的结构多样性和基因功能异常 |
| 3.3.2 线粒体基因重组与CMS |
| 3.4 小结 |
| 第四章 细胞质雄性不育候选基因功能验证 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 试验材料 |
| 4.1.2 试验方法 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 K519A与519B叶绿体差异基因的表达分析 |
| 4.2.2 K519A、519B、YS3038 线粒体差异基因的表达分析 |
| 4.2.3 BSMV-VIGS沉默候选基因 |
| 4.3 讨论 |
| 4.3.1 叶绿体基因表达与雄性不育的关系 |
| 4.3.2 线粒体基因表达与雄性不育的关系 |
| 第五章 结论 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）小麦K-TCMS育性转换相关基因的鉴定及lncRNA MSTRG.224114调控其育性转换的功能解析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 植物温敏雄性不育及其研究进展 |
| 1.1.1 植物雄性不育类型 |
| 1.1.2 植物温敏雄性不育的原因 |
| 1.1.3 植物温敏雄性不育相关基因的研究进展 |
| 1.2 与雄蕊发育相关的基因家族研究进展 |
| 1.2.1 HSF基因家族与植物雄性不育 |
| 1.2.2 PG基因家族与植物雄性不育 |
| 1.2.3 INV基因家族与植物雄性不育 |
| 1.3 植物非编码基因与育性调控 |
| 1.3.1 lncRNA的特征和分类 |
| 1.3.2 lncRNA的作用模式 |
| 1.3.3 植物miRNA的生物合成 |
| 1.3.4 miRNA的作用机制 |
| 1.3.5 植物lncRNA和 miRNA参与雄性育性调控的研究进展 |
| 1.4 植物miRNA408 与雄性育性调控 |
| 1.4.1 植物miR408 的研究基础 |
| 1.4.2 植物miR408 在育性调控方面的研究进展 |
| 1.5 本研究的目的意义和技术路线 |
| 1.5.1 目的意义 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第二章 基因家族系统分析鉴定KTM3315A育性转换相关候选基因 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 全基因组鉴定小麦HSF、PG、INV家族成员 |
| 2.2.2 小麦HSF、PG、INV三家族的系统发育分析 |
| 2.2.3 基因家族的重复事件分析 |
| 2.2.4 基因结构和氨基酸保守结构域鉴定 |
| 2.2.5 启动子顺式作用元件识别、基因GO功能注释、蛋白互作网络分析 |
| 2.2.6 小麦HSF、PG、INV三家族成员的RNA-seq分析 |
| 2.2.7 穗特异性基因的荧光定量PCR验证 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 小麦HSF基因家族的系统分析 |
| 2.3.2 小麦PG基因家族的系统分析 |
| 2.3.3 小麦INV基因家族的系统分析 |
| 2.3.4 小麦HSF、PG和 INV基因家族中育性相关基因的鉴定 |
| 2.4 讨论与结论 |
| 2.4.1 小麦HSF、PG、INV基因家族的扩张与全基因组复制密切相关 |
| 2.4.2 串联重复揭示PG和INV基因的非剂量敏感特征 |
| 2.4.3 TaHsf A2 可能通过调节HSP70 的表达影响小麦花药发育 |
| 2.4.4 四个TaPG可能参与小麦花药发育的三个关键过程 |
| 2.4.5 TaCWINV受温度调控通过影响绒毡层功能 |
| 第三章 lncRNA-seq揭示KTM3315A育性转换相关候选lncRNA |
| 3.1 试验材料 |
| 3.2 试验方法 |
| 3.2.1 RNA的提取、检测和文库构建及测序 |
| 3.2.2 原始数据的质控和过滤 |
| 3.2.3 测序数据的比对和组装 |
| 3.2.4 转录本的定量和差异表达分析 |
| 3.2.5 鉴定lncRNA |
| 3.2.6 预测lncRNA靶基因 |
| 3.2.7 差异表达lncRNA靶基因的功能注释和富集分析 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 KTM3315A中 lncRNA的全局鉴定 |
| 3.3.2 差异表达lncRNA的鉴定 |
| 3.3.3 差异表达lncRNA的功能预测 |
| 3.3.4 雄性育性相关候选基因的互作lncRNA鉴定 |
| 3.4 结论与讨论 |
| 3.4.1 lncRNA的分类是功能研究的基础 |
| 3.4.2 KEGG通路的富集有助于推测lncRNA的功能 |
| 3.4.3 lncRNA MSTRG.224114 具有多个trans靶基因 |
| 第四章 lncRNA MSTRG.224114和TaCWINV53对KTM3315A育性调控的功能验证 |
| 4.1 试验材料 |
| 4.1.1 植物材料 |
| 4.1.2 试剂 |
| 4.2 试验方法 |
| 4.2.1 目的基因克隆和分析 |
| 4.2.2 大麦条纹花叶病毒侵染小麦 |
| 4.2.3 目的蛋白的GFP亚细胞定位 |
| 4.2.4 基因的启动子分析和GUS组织定位 |
| 4.2.5 lncRNA的结构分析 |
| 4.2.6 lncRNA的显色原位杂交 |
| 4.2.7 目的基因的功能验证 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 MSTRG.224114和TaCWINV53 的克隆 |
| 4.3.2 MSTRG.224114 的结构分析 |
| 4.3.3 MSTRG.224114在KTM3315A花药中的表达位置分析 |
| 4.3.4 TaCWINV53 的亚细胞定位 |
| 4.3.5 TaCWINV53 的组织定位和启动子分析 |
| 4.3.6 TaCWINV53和MSTRG.224114 的功能验证 |
| 4.4 讨论与结论 |
| 4.4.1 MSTRG.224114 可能是Ta CWINV53 的转录增强子 |
| 4.4.2 TaCWINV53 可能响应光照、温度和干旱胁迫 |
| 4.4.3 BSMV:TaCWINV53和BSMV:MSTRG.224114 通过干扰绒毡层功能影响花药育性 |
| 第五章 TaCWINV53 通过抑制tae-miR408 调控KTM3315A雄性育性的功能解析 |
| 5.1 试验材料 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 预测互作miRNA |
| 5.2.2 候选miRNA的表达量分析 |
| 5.2.3 候选miRNA的过表达功能验证 |
| 5.2.4 miRNA与 mRNA的互作鉴定 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 TaCWINV53 的互作miRNA预测 |
| 5.3.2 tae-miR408 的前体序列克隆 |
| 5.3.3 tae-miR408 的过表达功能验证 |
| 5.3.4 TaCWINV53与tae-miR408 的互作验证 |
| 5.3.5 tae-miR408 的靶基因鉴定和分析 |
| 5.3.6 MSTRG.224114 联合多分子调控KTM3315A雄性育性的机制模型构建 |
| 5.4 讨论与结论 |
| 5.4.1 tae-miR408 的过表达依赖于Dicer酶的识别剪切 |
| 5.4.2 TaCWINV53和tae-miR408 存在双向调控 |
| 5.4.3 蓝铜蛋白的下调导致BSMV:MSTRG.224114 花粉内壁异常 |
| 第六章 结论与创新点 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 略缩词 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
四、玉米细胞质雄性不育性(CMS)的激素调控机制（论文参考文献）
- [1]植物细胞质雄性不育基因克隆及分子机制研究进展[J]. 燕厚兴,林春晶,范亚军,张春宝. 植物生理学报, 2022
- [2]作物育性调控和分子设计杂交育种前沿进展与展望[J]. 欧阳亦聃,陈乐天. 中国科学:生命科学, 2021(10)
- [3]Ogura CMS青花菜育性恢复材料的创制及其遗传背景解析[D]. 黄静静. 中国农业科学院, 2021(09)
- [4]棉花细胞质雄性不育恢复基因的定位、克隆与验证[D]. 高斌. 华中农业大学, 2021
- [5]甘蓝高代回交Ogura CMS育性恢复材料的创制及其利用[D]. 任文静. 中国农业科学院, 2021(09)
- [6]红麻雄性不育基因HcMS1和HcAMS的克隆与分析[D]. 陈文涛. 中国农业科学院, 2021
- [7]水稻低温敏核不育基因rtms6和rtms10介导的杂合雄性不育遗传规律研究[D]. 倪金龙. 安徽农业大学, 2021
- [8]蔬菜细胞质雄性不育的育性恢复研究进展[J]. 于海龙,任文静,方智远,杨丽梅,庄木,吕红豪,王勇,季佳磊,张扬勇. 园艺学报, 2021(05)
- [9]YS型小麦雄性不育系细胞质基因组分析及雄性不育候选基因鉴定[D]. 高宇杰. 西北农林科技大学, 2021(01)
- [10]小麦K-TCMS育性转换相关基因的鉴定及lncRNA MSTRG.224114调控其育性转换的功能解析[D]. 叶佳丽. 西北农林科技大学, 2021(01)