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
杂种优势群的划分对于拓宽亲本间遗传基础、提高育种效率,培育突破性新品种具有重要的指导作用。本研究利用全基因组重测序技术对55份春播早熟区40余年生产中主推杂交种亲本系进行全基因组扫描,分析其群体结构,估算遗传距离,划分杂种优...杂种优势群的划分对于拓宽亲本间遗传基础、提高育种效率,培育突破性新品种具有重要的指导作用。本研究利用全基因组重测序技术对55份春播早熟区40余年生产中主推杂交种亲本系进行全基因组扫描,分析其群体结构,估算遗传距离,划分杂种优势群,分析主推杂交种的杂种优势模式。结果表明,利用全基因组5×测序,过滤到1,304,623个高质量SNP标记用于群体结构分析和杂种优势类群划分。55份高粱亲本系平均遗传距离为0.704,变幅0.627~0.927。多态信息含量(polymorphism information content,PIC)平均为0.2935,变幅为0.1~0.5。群体结构和主成分分析将55份亲本系划分为4个杂种优势群:都拉群(Durra,D群)、卡佛尔/都拉群(Kafir/Durra,KD群)、俄罗斯/卡佛尔群(Russia/Kafir,RK群)、中国高粱群(Kaoliang,K群)。25个主推杂交种中76%的杂交种杂种优势模式为Kafir/Durra×Kaoliang模式,主推高粱杂交种的不育系主要来源于引自国外的Kafir和Durra群,恢复系多来源于我国自产的Kaoliang群。本研究的群体结构分析及其划分的杂种优势群阐明了春播早熟区高粱亲本系的遗传基础,为亲本系改良和杂种优势模式创新研究提供科学依据。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。
文摘杂种优势群的划分对于拓宽亲本间遗传基础、提高育种效率,培育突破性新品种具有重要的指导作用。本研究利用全基因组重测序技术对55份春播早熟区40余年生产中主推杂交种亲本系进行全基因组扫描,分析其群体结构,估算遗传距离,划分杂种优势群,分析主推杂交种的杂种优势模式。结果表明,利用全基因组5×测序,过滤到1,304,623个高质量SNP标记用于群体结构分析和杂种优势类群划分。55份高粱亲本系平均遗传距离为0.704,变幅0.627~0.927。多态信息含量(polymorphism information content,PIC)平均为0.2935,变幅为0.1~0.5。群体结构和主成分分析将55份亲本系划分为4个杂种优势群:都拉群(Durra,D群)、卡佛尔/都拉群(Kafir/Durra,KD群)、俄罗斯/卡佛尔群(Russia/Kafir,RK群)、中国高粱群(Kaoliang,K群)。25个主推杂交种中76%的杂交种杂种优势模式为Kafir/Durra×Kaoliang模式,主推高粱杂交种的不育系主要来源于引自国外的Kafir和Durra群,恢复系多来源于我国自产的Kaoliang群。本研究的群体结构分析及其划分的杂种优势群阐明了春播早熟区高粱亲本系的遗传基础,为亲本系改良和杂种优势模式创新研究提供科学依据。
