柱头外露作为提高作物异交率、制种纯度和降低制种成本的优良性状,在杂交制种中得到了广泛的利用。绿豆是一种闭花授粉的作物,被报道的柱头外露突变体很少。通过对冀绿7号的化学诱变,发现了1个柱头外露突变体se2,为明确该突变体柱头外...柱头外露作为提高作物异交率、制种纯度和降低制种成本的优良性状,在杂交制种中得到了广泛的利用。绿豆是一种闭花授粉的作物,被报道的柱头外露突变体很少。通过对冀绿7号的化学诱变,发现了1个柱头外露突变体se2,为明确该突变体柱头外露的分子机制,对该突变体及其野生型冀绿7号即将开放的花蕾进行了转录组测序(RNA-seq)分析。根据差异倍数|log2(Fold Change)|≥1,P≤0.05的标准筛选,在se2中共得到572个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中262个DEGs上调,310个DEGs下调。在基因本体(gene ontology,GO)数据库中,差异表达基因显著富集到代谢和生物合成等生物过程,定位在质外体和细胞壁、细胞膜等区域,与结合、氧化还原等分子功能有关。在京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genome,KEGG)数据库中,差异表达基因显著富集在植物激素信号传导、次生代谢物生物合成等通路。功能注释发现许多有关细胞壁合成和代谢、细胞分裂和细胞扩张、植物激素相关的基因,因此推测se2突变体中龙骨瓣的细胞分裂、细胞扩张以及植物激素信号传导过程受到影响,从而导致了柱头外露。本研究为今后探究绿豆柱头外露的分子机制以及该性状在绿豆杂种优势中的利用奠定了基础。展开更多
水稻分蘖角度是构建理想株型的关键因素,雄性不育株系是杂交水稻育种的重要种质资源。为进一步解析分蘖角度和花粉发育的调控机制,本研究通过农艺性状调查、育性检测、扫描和透射电镜观察等方法,比较野生型S40和经甲基磺酸乙酯(EMS)诱...水稻分蘖角度是构建理想株型的关键因素,雄性不育株系是杂交水稻育种的重要种质资源。为进一步解析分蘖角度和花粉发育的调控机制,本研究通过农艺性状调查、育性检测、扫描和透射电镜观察等方法,比较野生型S40和经甲基磺酸乙酯(EMS)诱变得到的散生雄性不育突变体lpms1(lazy and partially male sterile 1)的表型差异。结果表明,与野生型相比,lpms1突变体的分蘖角度增大,育性降低,并伴随株高、粒长、穗粒数、结实率和千粒重等重要性状不同程度降低。扫描和透射电镜观察到lpms1的成熟花粉粒表面皱缩、空瘪,内容物不充实,花粉壁异常。实时荧光定量PCR(q RT-PCR)结果显示,lpms1突变会引起花粉发育相关基因的表达发生差异。遗传分析结果表明,lpms1是单基因隐性突变。利用株型紧凑材料与lpms1杂交构建F_(2)群体,结合分离群体分组分析测序方法(BSA-seq)和图位克隆方法进行基因定位。最终,LPMS1基因定位于第5号染色体插入缺失(Indel)标记A3与A4之间298 kb的范围内,该区间有38个开放阅读框(ORFs),但无分蘖角度和花粉发育相关基因报道。LPMS1是新的分蘖角度和花粉发育基因,该基因突变会同时引起水稻分蘖角度增加、育性降低。本研究结果为水稻分蘖角度和花粉发育的调控机制研究以及水稻株型和育性改良种质的创制提供了新的遗传资源。展开更多
为探讨水稻叶绿体发育的分子机制,通过对粳稻日本晴进行甲基磺酸乙酯(EMS)诱变,获得一个稳定遗传的叶色白化突变体wrg20(white turn green 20),并对其进行表型鉴定、基因定位和功能分析。与野生型(WT)相比,该突变体于30℃培养时在三叶...为探讨水稻叶绿体发育的分子机制,通过对粳稻日本晴进行甲基磺酸乙酯(EMS)诱变,获得一个稳定遗传的叶色白化突变体wrg20(white turn green 20),并对其进行表型鉴定、基因定位和功能分析。与野生型(WT)相比,该突变体于30℃培养时在三叶期之前完全白化,26℃时突变体白化叶片部分返绿。遗传分析结果表明,该突变性状受单隐性核基因控制。将该突变体与籼稻93-11杂交,构建F2分离群体并进行基因定位,将该基因定位于2号染色体198 kb区间内,通过测序发现LOC_Os02g33610存在由G至A单碱基替换,导致编码的天冬氨酸转化为天冬酰胺,表明该基因可能为OsWRG20的候选基因,与先前所报道的调控叶绿体发育的基因GRY79为等位基因。对该基因进行结构和功能分析,表明OsWRG20可能是调控水稻苗期幼叶生长发育的重要基因。与野生型相比,突变体的叶绿体基因内含子剪接效率降低,由此推断OsWRG20可能通过调控叶绿体RNA的剪接,参与调控水稻苗期叶绿体的发育。本研究结果为苗期水稻叶绿体发育研究提供了新的理论基础。展开更多
文摘柱头外露作为提高作物异交率、制种纯度和降低制种成本的优良性状,在杂交制种中得到了广泛的利用。绿豆是一种闭花授粉的作物,被报道的柱头外露突变体很少。通过对冀绿7号的化学诱变,发现了1个柱头外露突变体se2,为明确该突变体柱头外露的分子机制,对该突变体及其野生型冀绿7号即将开放的花蕾进行了转录组测序(RNA-seq)分析。根据差异倍数|log2(Fold Change)|≥1,P≤0.05的标准筛选,在se2中共得到572个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中262个DEGs上调,310个DEGs下调。在基因本体(gene ontology,GO)数据库中,差异表达基因显著富集到代谢和生物合成等生物过程,定位在质外体和细胞壁、细胞膜等区域,与结合、氧化还原等分子功能有关。在京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genome,KEGG)数据库中,差异表达基因显著富集在植物激素信号传导、次生代谢物生物合成等通路。功能注释发现许多有关细胞壁合成和代谢、细胞分裂和细胞扩张、植物激素相关的基因,因此推测se2突变体中龙骨瓣的细胞分裂、细胞扩张以及植物激素信号传导过程受到影响,从而导致了柱头外露。本研究为今后探究绿豆柱头外露的分子机制以及该性状在绿豆杂种优势中的利用奠定了基础。
文摘水稻分蘖角度是构建理想株型的关键因素,雄性不育株系是杂交水稻育种的重要种质资源。为进一步解析分蘖角度和花粉发育的调控机制,本研究通过农艺性状调查、育性检测、扫描和透射电镜观察等方法,比较野生型S40和经甲基磺酸乙酯(EMS)诱变得到的散生雄性不育突变体lpms1(lazy and partially male sterile 1)的表型差异。结果表明,与野生型相比,lpms1突变体的分蘖角度增大,育性降低,并伴随株高、粒长、穗粒数、结实率和千粒重等重要性状不同程度降低。扫描和透射电镜观察到lpms1的成熟花粉粒表面皱缩、空瘪,内容物不充实,花粉壁异常。实时荧光定量PCR(q RT-PCR)结果显示,lpms1突变会引起花粉发育相关基因的表达发生差异。遗传分析结果表明,lpms1是单基因隐性突变。利用株型紧凑材料与lpms1杂交构建F_(2)群体,结合分离群体分组分析测序方法(BSA-seq)和图位克隆方法进行基因定位。最终,LPMS1基因定位于第5号染色体插入缺失(Indel)标记A3与A4之间298 kb的范围内,该区间有38个开放阅读框(ORFs),但无分蘖角度和花粉发育相关基因报道。LPMS1是新的分蘖角度和花粉发育基因,该基因突变会同时引起水稻分蘖角度增加、育性降低。本研究结果为水稻分蘖角度和花粉发育的调控机制研究以及水稻株型和育性改良种质的创制提供了新的遗传资源。
文摘为探讨水稻叶绿体发育的分子机制,通过对粳稻日本晴进行甲基磺酸乙酯(EMS)诱变,获得一个稳定遗传的叶色白化突变体wrg20(white turn green 20),并对其进行表型鉴定、基因定位和功能分析。与野生型(WT)相比,该突变体于30℃培养时在三叶期之前完全白化,26℃时突变体白化叶片部分返绿。遗传分析结果表明,该突变性状受单隐性核基因控制。将该突变体与籼稻93-11杂交,构建F2分离群体并进行基因定位,将该基因定位于2号染色体198 kb区间内,通过测序发现LOC_Os02g33610存在由G至A单碱基替换,导致编码的天冬氨酸转化为天冬酰胺,表明该基因可能为OsWRG20的候选基因,与先前所报道的调控叶绿体发育的基因GRY79为等位基因。对该基因进行结构和功能分析,表明OsWRG20可能是调控水稻苗期幼叶生长发育的重要基因。与野生型相比,突变体的叶绿体基因内含子剪接效率降低,由此推断OsWRG20可能通过调控叶绿体RNA的剪接,参与调控水稻苗期叶绿体的发育。本研究结果为苗期水稻叶绿体发育研究提供了新的理论基础。
