小麦K-TCMS育性恢复基因Rfk1-1B（CS）的分子作图及育性恢复相关基因的鉴定

发布时间：2021-07-30 12:11

　　基于两系法研究的小麦KTM3315A是本课题组创制的一种K型细胞质温敏雄性不育（K-CMS）小麦,具有易恢复、易保持、无不良的细胞质效应等优点,使其在杂交小麦育种中具有重要的价值。因此,选育其优良、稳定且恢复度高的恢复系十分关键,在小麦杂种优势利用研究中具有重要的意义。为了解决K-TCMS小麦恢复度高而稳定的恢复系仍偏少的问题,以及从农业发展的角度出发,研究K-TCMS育性恢复基因及育性恢复的分子机理就显得尤为重要。本研究一方面以K型不育小麦KTM3315A和中国春为亲本构建的杂交组合BC₁F₁回交群体KTM3315A//中国春/TM3315B为试验材料,对其进行育性鉴定及遗传分析,此外,还利用SSR、EST-STS和KASP等分子标记对育性恢复基因Rfk1-1B（CS）进行了分子定位,旨在为K-TCMS小麦的遗传机理和选育提供一定的理论基础;另一方面,以课题组多年组配的K型小麦近等基因系KTM3315A和KTM3315R的二核期花药为测序材料,通过生物信息学分析差异表达基因,发掘和确定与育性恢复相关的重要候选基因和关键代谢通路,旨在为研究小... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 小麦杂种优势和雄性不育系的研究
    1.2 小麦K型雄性不育系的研究概况
        1.2.1 小麦K型雄性不育系的来源及特点
        1.2.2 小麦K型不育系育性恢复的配子传递研究
        1.2.3 小麦K型不育系育性恢复机理的研究
        1.2.4 小麦光温敏不育系的研究与K型小麦温敏不育系KTM3315A
    1.3 分子标记在小麦育性恢复基因上的应用
    1.4 高通量转录组测序与花药发育研究
    1.5 研究的目的意义及技术路线
        1.5.1 研究的目的意义
        1.5.2 技术路线
第二章 K-TCMS小麦KTM3315A育性恢复基因Rfk1-1B(CS)的分子作图
    2.1 试验材料
        2.1.1 主要试验材料
        2.1.2 材料种植与创建杂交组合
        2.1.3 挂牌、套袋与取材
    2.2 试验方法
        2.2.1 KTM3315A、中国春和(KTM3315A/中国春)F1育性的生物学观察
        2.2.2 KTM3315A//中国春/TM3315B的花粉粒I2-KI染色鉴定
        2.2.3 BC1F1群体的结实率育性调查
        2.2.4 亲本及其BC1F1群体基因组DNA的提取、检测及混池构建
        2.2.5 育性恢复基因Rfk1-1B(CS)的分子作图
    2.3 试验结果
        2.3.1 花药及小孢子的形态学及扫描电镜观察结果
        2.3.2 BC1F1群体的遗传分析
        2.3.3 育性恢复基因Rfk1-1B(CS)的遗传图谱构建
    2.4 讨论
        2.4.1 KTM3315A发生败育的形态学特点
        2.4.2 K型不育系育性恢复的遗传机制
        2.4.3 对K型不育系恢复基因的定位
第三章 K-TCMS小麦育性恢复相关代谢通路及候选基因的转录组分析
    3.1 试验材料
    3.2 试验方法
        3.2.1 表型特征和显微观察
        3.2.2 RNA提取、cDNA文库构建及转录组深层测序
        3.2.3 基因组比对和序列组装
        3.2.4 差异表达基因的生物信息学分析
        3.2.5 总糖含量测定
        3.2.6 类黄酮含量测定
        3.2.7 差异表达基因的实时荧光定量PCR检测(qRT-PCR)
    3.3 试验结果
        3.3.1 表型特征的显微观察
        3.3.2 转录组测序和基因组比对
        3.3.3 差异表达基因的鉴定
        3.3.4 差异表达基因的功能分类
        3.3.5 鉴定与育性恢复相关的转录因子
        3.3.6 碳水化合物代谢和苯丙烷类生物合成途径参与了Aegilops kotschyi细胞质下花粉发育的调控
        3.3.7 可溶性糖和类黄酮的测定
        3.3.8 转录组测序结果的qRT-PCR验证
    3.4 讨论
        3.4.1 碳水化合物代谢影响细胞壁发育、花药生长和育性
        3.4.2 黄酮类化合物对可育花药的发育至关重要
        3.4.3 参与调控花粉发育和雄性育性的转录因子
结论
参考文献
附录
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]春榨菜细胞质雄性不育系09-05A的形态学和细胞学特征[J]. 王洁,任锡亮,黄芸萍,安学君,高天一,孟秋峰.  浙江大学学报(农业与生命科学版). 2018(05)
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[3]小麦K-CMS恢复系1BL/1RS和非1BL/1RS核型的鉴定及育性恢复基因的效应分析[J]. 闫鹏娇,齐智,石晓艺,蒙立颖,段阳,姚盟,叶佳丽,刘子涵,宋喜悦.  麦类作物学报. 2016(02)
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[5]K型雄性不育小麦育性恢复基因的遗传特点及育性稳定性研究[J]. 齐智,石晓艺,蒙立颖,胡甘,宋喜悦.  中国农业大学学报. 2015(04)
[6]K型温敏雄性不育小麦的遗传模式分析[J]. 钱焕焕,张玲丽,杜万里,庞玉辉,王亮明,胡甘,宋喜悦.  西北农林科技大学学报(自然科学版). 2013(09)
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[10]YM型小麦雄性不育系KTM3314A的温敏特性[J]. 罗钊,宋喜悦,何蓓如,李宏斌,胡银岗,马翎健,肖海峰.  麦类作物学报. 2010(04)

博士论文
[1]水稻同核异质系的基因组与转录组研究[D]. 胡继宏.武汉大学 2013

硕士论文
[1]BSR-Seq技术对K型温敏CMS恢复基因RfK1的精细定位和候选基因功能预测[D]. 贾雨林.西北农林科技大学 2018
[2]小麦K型温敏雄性不育系KTP116A的温敏特性研究及隐性恢复基因定位[D]. 钱焕焕.西北农林科技大学 2013



本文编号：3311381