K型不育系恢复系筛选及花粉败育机制比较研究

K型不育系恢复系筛选及花粉败育机制比较研究

一、K型不育系恢复系筛选及花粉败育机理比较研究(论文文献综述)

孙妍妍,赵丽梅,张伟,张春宝[1](2021)在《大豆杂种优势利用研究进展》文中进行了进一步梳理杂种优势利用是提高农作物单产的有效途径之一。大豆杂种优势利用是中国首创,研究水平一直处于国际领先地位。随着杂交大豆产业化关键技术的推进,优势潜力的进一步挖掘,将展示出广阔的应用前景和经济社会效益。文中从亲本创制、杂交种选育、制种技术、基础研究四个方面对大豆杂种优势利用研究进展进行概述,以期为今后相关研究提供参考。

梁满中,王锋,殷小林,肖翡翠,张聪枝,高琴梅,刘伟浩,胡舒畅,陈良碧[2](2021)在《水稻的雄性不育性及其在杂种优势中的利用》文中进行了进一步梳理雄性不育性是植物界存在的普遍现象,雄性不育系在水稻杂种优势利用中起着重要作用。我国水稻杂种优势的利用经历了"三系法""两系法"和"第三代"杂交水稻的发展历程,该历程的实质就是水稻雄性不育系种子生产技术体系的发展。本文综述了细胞质雄性不育系、两用核不育系和隐性核不育系在我国水稻杂种优势利用中的研究进展,展望了水稻雄性不育系在水稻杂种优势利用的发展前景,以期为我国杂交水稻的创新发展提供参考。

魏霁桐,吴国丽,李慧敏,郭佳林,宋齐鲁,张亚敏,牛娜,王军卫,马守才,张改生,朱峰,宋瑜龙[3](2021)在《小麦生理型雄性不育系花药内源JA与ABA含量动态变化及其代谢通路差异基因表达研究》文中研究说明为了进一步阐明化学杂交剂SQ-1诱导小麦花粉败育的分子机制,以西农1376为材料,采用RNA-seq技术,对PHYMS-1376及其对照可育系CK-1376四分体、单核早期、单核晚期、二核期、三核期花药进行转录组测序,筛选出差异表达基因,进行GO富集、KEGG富集和GSEA富集分析,并利用高效液相法分别检测了PHYMS-1376及CK-1376上述五个时期花药中ABA和JA含量,通过qRT-PCR技术分析了ABA和JA通路关键差异基因的表达模式。结果发现,与CK-1376相比,在PHYMS-1376花药中共筛选出了36 058个差异表达基因,主要富集到植物激素信号传导、苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、氨基酸的生物合成4个通路;JA含量在PHYMS-1376四分体花药中显着降低(P<0.05),至单核早期显着升高,单核晚期又显着降低,二核期显着升高,三核期显着降低;ABA含量在PHYMS-1376四分体至三核期花药中含量均高于CK-1376,其中在单核早期、单核晚期和二核期差异显着,可能与不育系各时期花药中PP2C关键基因TraesCS1D02G271000表达量过低相关,致使PP2C蛋白含量减少,进一步激活BIN2/BILs激酶,使SnRK2s磷酸化,促进ABA含量增加。上述结果表明:PHYMS-1376各发育时期花药中JA含量的异常波动与ABA含量的显着增加及上述2个通路关键基因的差异表达可能与SQ-1诱导小麦花粉败育密切相关。本研究为深入揭示SQ-1诱导小麦生理型雄性不育机理提供了一定的理论基础。

李燕红[4](2021)在《小麦核质杂种配合力、杂种优势及淀粉特性研究》文中认为

王睿璇[5](2021)在《9311与日本晴中野败型恢复基因的鉴定与定位》文中提出三系杂交稻是水稻杂种利用的主要形式。在生产上,三系杂交籼稻主要利用野败(WA)型不育胞质,育种材料中微效恢复基因的存在造成保持系选育盲目性大、选育效率低,同时也会导致不育系不育性不稳定,这一定程度上制约了三系杂交籼稻的发展。然而,当前对WA型恢复基因的研究主要集中于对恢复系中主效基因的研究,对微效恢复基因,尤其是不育系/保持系中恢复基因的研究较少,尚未见微效恢复基因被准确定位的报道。本课题组前期的研究中,利用以日本晴为供体、籼稻品种9311为背景构建的染色体片段代换系(命名为C1-C128)为材料,鉴定了一个来源于日本晴中的WA型微效恢复基因Rf21(t),并发现其与9311中携带的WA型恢复基因存在互作。本研究中,通过构建染色体单片段叠代系对Rf21(t)基因进行精细定位与克隆,并采用构建同质恢材料及图位克隆的方法对9311中的WA型恢复基因进行鉴定与定位。具体研究结果如下:1.根据代换系重测序结果发现,代换系群体中Rf6位点所在染色体区段尚未被有导入片段覆盖,C31、C34、C47、C115、C116及C119等6个系中Rf5位点所在染色体区段被日本晴片段替换。利用WA型不育系五丰A、天丰A与C31等6个代换系及9311分别测交,对测交F1植株的育性鉴定结果表明,植株均以黑染花粉为主,9311、C31、C34、C47、C115及C116等系的测交后代小穗育性几乎为0,C119测交后代小穗育性显着提高。该结果表明9311中确带有WA型恢复基因,其对WA型籼稻不育系的恢复力与Rf5无关。2.本实验室前期研究中,利用9311/C119F2-3群体将Rf21(t)定位于第1号染色上标记RM5310和RM12182之间约为187 kb物理区间内,并获得18个重组个体。本研究中,利用分子标记辅助选择技术,构建了 33个覆盖目标区段的染色体片段叠代系(9311/C119F4-7株系);在目标区段内开发了 18对多态标记对叠代系进行检测,将叠代系分为22类。根据叠代系测交后代的小穗育性及基因型,我们发现Rf21(t)位点上存在两个相关的基因,分别命名为Rf21a(t)与Rf21b(t),其中Rf21a(t)位于标记RM8235与标记RM3602两个标记之间约570 kb的物理距离内,Rf21b(t)位于标记ID01M28826位与标记ID01M28865间约为50 kb的物理距离内。3.在恢复基因Rf21b(t)定位区间内,包含2个具有明确注释的基因LOC0s01g71310和LOCOs01g71320。LOCOs01g71320编码己糖激酶,通过测序及表达分析,确定LOC Os01g71320为Rf21b(t)的候选基因。4.对可育测交系与部分不育测交系中WA352表达量进行检测,结果表明,可育测交系植株中WA352表达量较部分不育测交系显着降低,表明Rf21(t)通过促进含WA352的转录本的降解来恢复WA型不育系的育性。5.利用分子标记辅助选择技术,以天丰B为供体,获得9311背景的近等基因系NILrf6及多基因聚合系PPLrf5+rf6;利用WA型不育系与NILrf6、PPLrf5+rf6进行测交,测交后代均表现为黑染花粉,小穗育性与对照无明显差异,表明9311对WA型不育系的恢复力非由Rf6所致。6.本研究中构建了以C31为供体,天丰A为背景的高代回交株系T8621(BC8F2);遗传分析表明,T8621衍生群体中植株育性分离受单基因控制,将该基因暂定名Rf24(t);利用基因芯片检测技术鉴定到T8621中3个导入片段,分别位于第1、3、9号染色体上,基因定位结果表明,Rf24(t)位于第1号染色体上ID01M4539与RM243间。

倪金龙[6](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》文中研究指明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。

王亚坤[7](2021)在《微调EUI1对水稻不育系解除包颈的机理及应用研究》文中研究表明水稻不育系(两系不育系或三系不育系)普遍存在包穗现象。即不育系穗下节间缩短导致穗部分包裹在剑叶叶鞘中不能完全抽出,严重影响不育系异交特性及制种产量。为打破包穗需在抽穗期大量使用外源赤霉素(九二0)。但喷施外源赤霉素不仅会降低种子的休眠,增加种子穗发芽的制种风险,而且会造成一定程度的环境污染。因此,从遗传角度提高不育系的抽穗能力,才是最经济有效的解决方法。在众多控制穗颈节伸长的基因中,eui基因能显着提高穗颈节的伸长能力,因此广泛应用于杂交育种。研究表明和eui2相比,eui1有着更好的打破包颈的能力。eui1种质的出现为打破不育系包颈提供了新的育种思路。但现有的eui1种质中穗颈节往往伸长过长,在制种生产中存在一定的风险。所以,微调EUI1使穗颈节适度伸出,是eui1种质能够应用于生产实践的关键。基于此,我们利用腺嘌呤碱基编辑(ABE)工具创制了EUI1基因的两种不同碱基替换类型的突变体eui1-1和eui1-2;并以这两个突变为背景材料研究微调EUI1对水稻不育系解除包颈的作用机理及在杂交稻制种中的应用。主要结果如下:1、腺嘌呤碱基编辑系统是一种全新的基因编辑系统(MAHMUDA et al,2020),能够精确对靶位点进行碱基替换(C-T或A-G)。通过对EUI1定点编辑,我们获得两种不同碱基替换类型的纯合突变体eui1-1和eui1-2(两系不育系C815S为遗传背景),eui1-1和eui1-2分别在EUI1基因的第二个外显子中一个碱基G替换为碱基A和两个碱基G替换为A,两种碱基替换类型均改变了EUI1蛋白原有的折叠方式。2、表型分析显示突变体eui1-1和eui1-2穗颈节显着伸长;通过对突变体穗颈节石蜡切片进一步分析发现,穗颈节的伸长是由于其细胞长度的显着伸长引起;通过对突变体包穗率的检测我们发现,突变体虽未完全打破包颈,但包穗率显着降低。3.、碱基替换的基因编辑方式使EUI1的转录水平及蛋白含量下降,此外,我们得到的两种碱基替换在改变EUI1折叠方式的同时,也降低了EUI的酶活。最终导致EUI1对活性GAs的氧化失活作用减弱。4.、EUI1编码的GA失活酶减少了幼穗中活性GAs的积累,抑制了幼穗中活性GAs向穗下节间的运输,从而导致穗下节间的缩短。本实验中通过对突变体幼穗中活性GAs含量的检测发现,突变体穗颈节的伸长伴随幼穗中活性GAs含量的增加。5.、制种实验中,我们调查发现突变体eui1-1和eui1-2依然保持较低的包穗率,且异交结实率显着提高。

左志丹[8](2021)在《CMS-D2细胞质和恢复基因的效应研究》文中研究说明为研究哈克尼西棉细胞质雄性不育系的细胞质和恢复基因是否会对棉花苗期生长、叶片光合特性、花药育性以及最终的产量和纤维品质性状产生影响。本课题组前期采用保持系ZB[N(rfrf)]为亲本,分别与恢复系ZBR[S(Rf Rf)]进行正反交、与不育系ZBA[S(rfrf)]进行杂交,然后以ZB[N(rfrf)]为轮回亲本,经过10代回交,创制出保持系ZB的三种哈克尼西棉恢复基因近等基因系材料,基因型分别为S(Rfrf)和N(Rfrf)以及S(rfrf)。本研究以基因型为S(Rfrf)和N(Rfrf)的材料分别自交,通过与恢复基因紧密连锁的分子标记Indel1892检测,得到哈克尼西棉不育胞质恢复系SR[S(Rf Rf)],陆地棉可育胞质纯合恢复系NR[N(Rf Rf)],NR、SR自交繁种,保持系ZB自交得到NB[N(rfrf)],ZB与NR杂交得到NH[N(Rfrf)],ZBA与NR杂交得到SH[S(Rfrf)],最终成功创制出2套同核异质和1套同质异核的哈克尼西棉恢复基因近等基因系材料NH[N(Rfrf)]和SH[S(Rfrf)],NR[N(Rf Rf)]和SR[S(Rf Rf)],NR[N(Rf Rf)]和NB[N(rfrf)],五种材料的核遗传背景均来自保持系ZB,2020年分别种植于黄河流域棉区(河南安阳)和长江流域棉区(江西九江)。对苗期生长性状、全生育期叶片光合生理参数、花药发育状况、产量及其构成因素以及纤维品质性状进行差异显着性分析和相关分析,以期阐明哈克尼西棉不育胞质和恢复基因的效应及其在杂种优势育种中的利用价值。本研究系统探讨了哈克尼西棉不育胞质和恢复基因对陆地棉主要性状的影响,研究结果对棉花胞质不育“三系”杂交种选育和改良具有重要的指导意义。研究结果如下:哈克尼西棉不育胞质效应结果显示:(1)不育胞质对棉花苗期生长无明显不利影响,SH较NH,SR较NR的株高、鲜重、干重均有上升趋势,但差异不显着;(2)不育胞质杂合恢复系SH和不育胞质恢复系SR的净光合速率在苗期显着高于可育胞质杂合恢复系NH和可育胞质恢复系NR,到花铃期以后则出现相反的趋势。蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度变化趋势和净光合速率基本一致;(3)不育胞质杂合恢复系SH和不育胞质恢复系SR在高温胁迫下花药育性均显着低于可育胞质杂合恢复系NH和可育胞质恢复系NR,主要表现在花粉量明显减少、可育花粉率和花粉体外萌发率显着降低;(4)不育胞质对产量性状具有显着的负效应,主要表现为籽棉产量和皮棉产量显着降低,单株铃数明显减少和衣分显着降低;(5)不育胞质对棉花纤维品质无显着影响,在安阳点能够增加棉花纤维强度,但差异不显着;(6)总体上来说,不育胞质对净光合速率、花药发育和产量等性状的负效应在夏季温度较高的长江流域棉区表现更为明显。恢复基因效应结果显示:(1)恢复基因对棉花苗期生长性状、花药发育以及全生育期净光合速率无显着影响;(2)恢复基因对黄河流域棉区棉花产量性状具有显着的正效应,对长江流域棉花产量无显着影响;(3)恢复基因可以显着增加棉花纤维长度。

高斌[9](2021)在《棉花细胞质雄性不育恢复基因的定位、克隆与验证》文中进行了进一步梳理细胞质雄性不育(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。

王本启[10](2021)在《甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育及育性恢复机理研究》文中认为波里马细胞质雄性不育(pol CMS)是我国甘蓝型油菜应用最广泛的细胞质雄性不育类型之一,因此研究其不育和恢复现象的机理具有非常重大的意义。研究发现,波里马细胞质雄性不育的不育基因为orf224,恢复基因为Rfp,但是不育基因和恢复基因具体如何导致细胞质雄性不育的发生和育性的恢复分子机理依旧不清。本研究利用pol CMS不育系、保持系、恢复系和不育系与恢复系构建的高世代近等基因系材料,通过反向遗传学和多组学联合分析的方法,研究pol CMS的发生机理进行初步解析,本研究最重要的几点结果如下:1.酵母双杂交筛选互作蛋白,pol CMS恢复基因Rfp是一个具有线粒体导肽和16个重复基序的P型PPR蛋白,根据其结构特点设计4个诱饵载体利用酵母文库筛选互作蛋白,共得到8个与恢复基因互作的候选蛋白;而不育基因orf224是一个有2个跨膜结构域的线粒体基因,根据其结构特点设计了3个诱饵载体在酵母文库中筛选不育基因orf224的互作蛋白,通过进一步酵母点对点实验来确认筛选到的4个候选蛋白。2.验证筛选到的候选基因,利用烟草叶片中瞬时转化表达系统设计荧光双分子实验(BIFC)和荧光素酶(Luciferase)双分子互补实验来验证恢复基因Rfp和不育基因orf224同各自筛选到的候选基因的互作。研究发现,恢复基因互作的候选基因中存在一个多细胞器RNA编辑因子(MORF1),而不育基因互作的候选基因同样发现一个花药发育特异的亮氨酸富集蛋白(LRR1)蛋白,通过实验发现这两个蛋白分别于恢复基因和不育基因在BIFC和Luciferase实验中互作荧光强烈。然后原核表达Rfp和Bna.MORF1蛋白,利用蛋白质体外互作(pull-down)实验发现,Rfp和Bna.MORF1互作再次得到验证。利用甘蓝型油菜遗传转化构建了Bna.MORF1-Flag标签材料,提取甘蓝型油菜总蛋白,通过免疫共沉淀(Co-IP)再次确定了Rfp蛋白和Bna.MORF1的互作。3.原生质体亚细胞定位候选蛋白,将Bna MORF1和Bna LRR1基因全长CDS(不含终止密码子)构建PM999-GFP的亚细胞定位载体,通过提取拟南芥叶片中的原生质体,转化质粒至原生质体,共聚焦显微镜观察发现,Rfp蛋白的互作蛋白Bna.MORF1,orf224的互作蛋白Bna LRR1都定位在了线粒体中。4.利用CRISPR/Cas9技术转基因验证候选基因,通过RT-PCR的方法确定不同拷贝的表达量发现在不育系和复育系材料中,Bna A01g0360D拷贝表达量最高,其他拷贝表达微弱,因此利用CRISPR/Cas9敲除恢复系材料中的互作候选基因Bna.MORF1(Bna A01g0360D),得到6株不育单株,发现不育表型同不育系相似但是花瓣变得更小。利用RNA-EMSA验证了Bna.MORF1蛋白直接作用于orf224的m RNA,而恢复基因编码的PPR蛋白并没有直接作用于orf224,由此推测Bna MORF1蛋白同Rfp蛋白形成蛋白复合体编辑不育基因导致不育基因失去功能而发生育性恢复。5.多组学联合分析查找与CMS相关的差异基因,利用高世代波里马细胞质雄性不育近等基因系材料的不育系和复育系,取直径<1mm的花蕾检测蛋白组和代谢组,利用激光显微切割捕获显微镜切取同样大小花蕾的绒毡层细胞进行单细胞转录组测序;其中蛋白组总共鉴定到了7598个蛋白,其中得到了140个显着差异蛋白(P-value<0.05,S/F>1.5);代谢组总共检测得到699种代谢物,其中差异代谢物37种(|Fold change|≥1 and|Fold change|≤0.5),而单细胞转录组分析总共发现了831个差异基因(FDR<0.05)。最后通过转录组,蛋白组和代谢组的关联分析,获得24个候选基因,利用酵母双杂交技术,对这24个蛋白进行点对点验证关联分析所筛选的候选基因,结果发现RNA编辑,呼吸电子转移链,花药发育,能量转运,绒毡层发育和氧化磷酸化有关的途径的蛋白13个与orf224蛋白和Rfp蛋白之间存在相互作用。

二、K型不育系恢复系筛选及花粉败育机理比较研究(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、K型不育系恢复系筛选及花粉败育机理比较研究(论文提纲范文)

(1)大豆杂种优势利用研究进展(论文提纲范文)

1 亲本创制
    1.1 细胞质雄性不育系的创制
    1.2 恢复系的鉴定与评价
    1.3 优异亲本材料的创新
2 杂交种选育
    2.1 春大豆杂交种的选育
    2.2 夏大豆杂交种的选育
3 制种技术研究
    3.1 传粉媒介的研究与利用
    3.2 制种环境的选择
    3.3 制种技术体系的建立
4 分子基础研究
    4.1 细胞质雄性不育分子机理研究
    4.2 育性恢复基因的定位与克隆
    4.3 核不育基因的定位与克隆
5 结语

(2)水稻的雄性不育性及其在杂种优势中的利用(论文提纲范文)

1 细胞质雄性不育系的利用
    1.1 野败型细胞质雄性不育系
    1.2 红莲型细胞质雄性不育系
    1.3 滇型细胞质雄性不育系
    1.4 BT细胞质雄性不育系
    1.5 D1型细胞质雄性不育类型
    1.6 其他细胞质雄性不育类型
2 两用核不育系的利用
    2.1 光敏核不育系
    2.2 温敏核不育系
    2.3 短光敏核不育系
    2.4 低温敏不育系
    2.5 湿敏核不育系
3 隐性核不育系的利用
4 展望

(3)小麦生理型雄性不育系花药内源JA与ABA含量动态变化及其代谢通路差异基因表达研究(论文提纲范文)

1 材料与方法
    1.1 试验材料与设计
    1.2 试验方法
        1.2.1 RNA提取及转录组测序
        1.2.2 序列对比与差异基因表达分析
        1.2.3 ABA含量的测定
        1.2.4 JA含量测定
        1.2.5 ABA与JA通路相关基因的qRT-PCR表达分析
2 结果与分析
    2.1 转录组质量检测
    2.2 差异表达基因分析
    2.3 差异表达基因的GO功能注释与KEGG和GSEA富集分析
    2.4 JA与ABA激素含量分析
    2.5 荧光定量PCR结果分析
3 讨 论
    3.1 基因调控通路与作物雄性不育
    3.2 ABA信号通路与作物雄性不育
    3.3 JA信号通路与作物雄性不育
4 结 论

(5)9311与日本晴中野败型恢复基因的鉴定与定位(论文提纲范文)

摘要
Abstract
符号说明
第一部分 文献综述
    1 前言
        1.1 水稻杂种优势利用的历史与现状
        1.2 细胞质雄性不育研究进展
        1.2.1 细胞质雄性不育类型及特点
        1.2.2 细胞质雄性不育机理
        1.3 细胞质雄性不育恢复性的遗传与恢复基因研究
        1.3.1 BT型雄性不育恢复性的遗传与恢复基因定位
        1.3.2 HL型雄性不育恢复性的遗传与恢复基因定位
        1.3.3 WA型雄性不育恢复性的遗传分析与基因定位
        1.4 细胞质雄性不育恢复机理研究
        1.5 本研究目的与意义
第二部分 9311与日本晴中野败型恢复基因的鉴定与定位
    1 材料与方法
        1.1 供试材料
        1.2 遗传群体的构建
        1.3 育性鉴定
        1.4 DNA提取
        1.5 PCR反应体系及分子标记开发
        1.6 水稻组织总RNA提取、逆转录成cDNA及qRT-PCR
        1.7 数据分析
    2 结果与分析
        2.1 日本晴中WA型恢复基因Rf2l(t)的定位
        2.1.1 9311及C31等代换系对WA型籼稻不育系的恢复力
        2.1.2 染色体片段叠代系的构建
        2.1.3 恢复基因Rf21(t)基因定位
        2.1.4 Rf21b(t)候选基因的预测
        2.1.5 Rf21(t)恢复WA型不育胞质的机理
        2.2 9311中恢复基因的鉴定与定位
        2.2.1 Rf6对野败型籼稻不育系恢复力研究
        2.2.2 同质恢群体构建
        2.2.3 9311中WA型恢复基因的鉴定
        2.2.4 9311中WA型恢复基因的初步定位
    3 讨论
        3.1 非恢复系材料中WA型恢复基因的鉴定
        3.2 WA型微效恢复基因的定位
        3.3 己糖激酶基因与育性恢复
参考文献
附录 本研究中基因定位所使用物
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文

(6)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

(7)微调EUI1对水稻不育系解除包颈的机理及应用研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 碱基编辑技术
    1.2 水稻不育系包穗研究进展
        1.2.1 水稻不育系包穗与不育性的相关性
        1.2.2 水稻包穗基因研究进展
    1.3 植物激素与包穗的关系
        1.3.1 赤霉素与包穗的关系
        1.3.2 赤霉素的生物合成与降解
        1.3.3 其他植物激素与包穗的关系
    1.4 eui种质的发现
    1.5 eui种质的特点
    1.6 eui基因的定位与克隆
    1.7 eui基因的作用机理
    1.8 EUI1 基因的微调
    1.9 eui种质的育种应用
    1.10 本研究的目的与意义
第二章 材料与方法
    2.1 实验材料与方法
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 载体构建
        2.1.3 DNA提取及转基因检测
        2.1.4 RNA提取和反转录及RT-PCR
        2.1.5 蛋白质提取及Western Blot
        2.1.6 石蜡切片观察细胞长度
        2.1.7 细胞色素单加氧酶CYP714D1 酶联免疫分析
        2.1.8 活性赤霉素GAs含量测定
        2.1.9 EUI1 蛋白三维结构预测
        2.1.10 制种实验
第三章 结果分析
    3.1 靶位点选择及基因编辑结果的鉴定
    3.2 eui1 突变体转录及蛋白水平的检测
    3.3 eui1 突变体表型
    3.4 eui1 突变体CYP714D1 酶活及活性GAs含量
    3.5 制种实验
第四章 讨论与结论
参考文献
附录
致谢
作者简历

(8)CMS-D2细胞质和恢复基因的效应研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
主要符号对照表
第一章 绪论
    1.1 杂种优势
        1.1.1 杂种优势的概念
        1.1.2 棉花杂种优势表现
        1.1.3 棉花杂种优势利用现状
        1.1.4 棉花杂种优势利用途径
    1.2 棉花细胞质雄性不育系的研究和利用
        1.2.1 棉花细胞质雄性不育系的选育
        1.2.2 棉花细胞质雄性不育机理研究
        1.2.3 棉花细胞质雄性不育系的细胞质效应
    1.3 棉花细胞质雄性不育恢复系的研究和利用
        1.3.1 棉花细胞质雄性不育恢复系的选育
        1.3.2 恢复基因效应
    1.4 研究的目的与意义
第二章 材料与方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 田间材料
    2.2 实验试剂及耗材
    2.3 实验仪器及设备
    2.4 试验设计
    2.5 实验方法
        2.5.1 棉花叶片DNA提取
        2.5.2 PCR反应体系
        2.5.3 凝胶电泳检测
        2.5.4 苗期生长参数
        2.5.5 叶片光合作用参数
        2.5.6 花粉量调查
        2.5.7 花粉活力测定
        2.5.8 花粉体外萌发
        2.5.9 产量及纤维品质性状
    2.6 数据统计分析
第三章 结果与分析
    3.1 群体构建和纯度鉴定
    3.2 CMS-D2不育胞质效应
        3.2.1 不育胞质对棉花苗期生长性状的影响
        3.2.2 不育胞质对棉花全生育期主茎功能叶光合生理指标的影响
        3.2.3 不育胞质对高温胁迫下棉花花药发育状况的影响
        3.2.4 不育胞质对棉花产量及其构成因素的影响
        3.2.5 不育胞质对棉花纤维品质的影响
        3.2.6 相关性分析
    3.3 恢复基因效应
        3.3.1 恢复基因对棉花苗期生长性状的影响
        3.3.2 恢复基因对棉花全生育期主茎功能叶光合生理指标的影响
        3.3.3 恢复基因对高温胁迫下棉花花药发育状况的影响
        3.3.4 恢复基因对棉花产量及其构成因素的影响
        3.3.5 恢复基因对棉花纤维品质的影响
第四章 讨论
    4.1 不育胞质的效应
        4.1.1 不育胞质对棉花光合作用与产量形成关系的影响
        4.1.2 不育胞质对高温胁迫下棉花花药发育与产量形成关系的影响
        4.1.3 哈克尼西棉不育胞质“三系”杂交种应用前景探讨
    4.2 恢复基因的效应
        4.2.1 恢复基因对棉花产量和纤维品质形成关系的影响
第五章 结论
参考文献
附录A
致谢
作者简介

(9)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

(10)甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育及育性恢复机理研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
缩略词表 Abbreviation
1 前言
    1.1 植物细胞质雄性不育的特点和研究进展
        1.1.1 细胞质雄性雄性不育的特点和应用
        1.1.2 植物细胞质雄性不育基因的研究进展
        1.1.3 植物细胞质雄性不育恢复基因的研究进展
    1.2 十字花科植物花药结构和发育概述
        1.2.1 十字花科植物花药结构和发育时期
        1.2.2 拟南芥花药败育研究进展
    1.3 甘蓝型油菜细胞质雄性不育研究进展
        1.3.1 甘蓝型油菜pol细胞质雄性不育
        1.3.2 油菜nap细胞质雄性不育
        1.3.3 油菜ogu细胞质雄性不育
        1.3.4 其他种类油菜细胞质雄性不育
    1.4 高等植物中PPR蛋白家族的研究进展
    1.5 多组学在高等植物研究中的作用
    1.6 本研究的目的和意义
2 实验材料和方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 载体和菌株
    2.2 实验方法
        2.2.1 提取油菜/拟南芥总DNA
        2.2.2 油菜/拟南芥各组织RNA trizol法提取
        2.2.3 半薄切片
        2.2.4 扫描电镜
        2.2.5 透射电镜
        2.2.6 亚细胞定位
        2.2.7 基因的表达分析
        2.2.8 原核表达及蛋白纯化
        2.2.9 转基因CRISPR/Cas9载体构建
        2.2.10 拟南芥的遗传转化
        2.2.11 甘蓝型油菜遗传转化
3 实验结果与分析
    3.1 甘蓝型油菜polCMS恢复基因Rfp功能研究
        3.1.1 恢复基因Rfp互作基因的筛选
        3.1.2 荧光双分子互补验证Bna.MORF1蛋白与Rfp蛋白互作
        3.1.3 荧光素酶双分子验证Bna.MORF1蛋白与Rfp蛋白互作
        3.1.4 Bna.MORF1蛋白的亚细胞定位
        3.1.5 .蛋白质体外结合实验验证Bna.MORF1蛋白与Rfp蛋白互作
        3.1.6 荧光双分子免疫共沉淀验证Bna.MORF1蛋白与Rfp蛋白互作
        3.1.7 油菜BnaMORF1基因的进化分析和序列比对
        3.1.8 油菜中CRISPR/Cas9敲除验证Bna.MORF1基因功能
        3.1.9 验证Bna.MORF1蛋白在polCMS中的作用
    3.2 油菜PolCMS不育基因orf224的相关研究
        3.2.1 酵母双杂交筛选不育基因orf224的互作蛋白
        3.2.2 荧光素酶双分子验证orf224蛋白与Bna.LRR1蛋白互作
        3.2.3 Bna.LRR1蛋白的亚细胞定位
        3.2.4 油菜Bna.LRR1基因进化树和序列比对
    3.3 多组学数据分析
        3.3.1 单细胞转录组数据分析结果
        3.3.2 蛋白组数据分析结果
        3.3.3 代谢组数据分析结果
        3.3.4 多组学联合分析结果
4 讨论
    4.1 甘蓝型油菜polCMS的育性调控
    4.2 研究PPR蛋白家族研究是核基因与细胞器基因的良好材料
    4.3 细胞质雄性不育中不育基因的功能
    4.4 恢复基因介导编辑线粒体不育基因
    4.5 多组学的广泛应用
参考文献
附录一:亚细胞定位试剂配制
附录二
    个人简介
    读博期间发表论文
致谢

四、K型不育系恢复系筛选及花粉败育机理比较研究(论文参考文献)

  • [1]大豆杂种优势利用研究进展[J]. 孙妍妍,赵丽梅,张伟,张春宝. 大豆科技, 2021
  • [2]水稻的雄性不育性及其在杂种优势中的利用[J]. 梁满中,王锋,殷小林,肖翡翠,张聪枝,高琴梅,刘伟浩,胡舒畅,陈良碧. 生命科学研究, 2021(05)
  • [3]小麦生理型雄性不育系花药内源JA与ABA含量动态变化及其代谢通路差异基因表达研究[J]. 魏霁桐,吴国丽,李慧敏,郭佳林,宋齐鲁,张亚敏,牛娜,王军卫,马守才,张改生,朱峰,宋瑜龙. 麦类作物学报, 2021(07)
  • [4]小麦核质杂种配合力、杂种优势及淀粉特性研究[D]. 李燕红. 西北农林科技大学, 2021
  • [5]9311与日本晴中野败型恢复基因的鉴定与定位[D]. 王睿璇. 扬州大学, 2021(08)
  • [6]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
  • [7]微调EUI1对水稻不育系解除包颈的机理及应用研究[D]. 王亚坤. 中国农业科学院, 2021(09)
  • [8]CMS-D2细胞质和恢复基因的效应研究[D]. 左志丹. 中国农业科学院, 2021
  • [9]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
  • [10]甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育及育性恢复机理研究[D]. 王本启. 华中农业大学, 2021

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K型不育系恢复系筛选及花粉败育机制比较研究
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