甘蓝型油菜化学诱导的雄性不育与细胞质雄性不育分子机理的比较研究
发布时间：2021-03-07 12:41
油菜是世界上最重要的油料作物之一,也是利用杂种优势最为成功的作物之一。化学诱导的雄性不育系与细胞质雄性不育系在油菜杂种优势利用中被广泛使用。SX-1是陕西省杂交油菜中心研发的一种高效、低毒并可使油菜不同品种产生雄性败育的化学杂交剂,已被应用于制种生产中,但其导致雄性不育的机理还知之甚少。细胞质雄性不育（Cytoplasmic Male Sterility,CMS）主要是由于线粒体中不育基因的重排造成线粒体功能异常而导致的不育,但在核基因组中有一类恢复基因（restorer-of-fertility,Rf）可与不育基因发生互作从而使育性得以恢复,并且这些恢复基因大多编码pentatricopeptide repeat（PPR）蛋白。陕2A CMS是我国最重要的CMS系统之一,但其雄性不育机理也鲜有报道。本研究利用RNA-seq及mi RNA-seq技术,并结合生理学方法对SX-1诱导的雄性不育机理进行了分析;利用细胞学结合RNA-seq技术对陕2A CMS的不育机制进行了探讨;同时,对甘蓝型油菜的restorer-of-fertility-like（RFL）基因家族进行了系统分析。最后,...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：199 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
雄蕊原基的细胞分化过程（周正富，2012）
华中科技大学博士学位论文312个时期，含有三个细胞核的成熟花粉粒形成，花药变成两室；第13个时期，花药开裂，释放花粉；第14个时期，雄蕊衰老，花药结构及细胞脱落。图1.2拟南芥花药发育的14个时期（Sanderetal.,1999）Figure1.214stagesofantherdevelopmentinArabidopsis(Sandersetal.,1999)L1，L2和L3，雄蕊原基的3层细胞；E，Epidermis，外皮层；En，Endothecium，内皮层；ML，middlelayer，中间层；T，Tapetum，绒毡层；MMC，microsporemothercells，花粉母细胞；Ar，Archesporialcell，孢原细胞；10P，primaryparietallayer，初生壁细胞；20P，secondaryparietalcelllayers，次生壁细胞；10Sp，primarysporogenouslayer，初生造孢细胞；Sp，sporogenouscells，次生造孢细胞；StR，stomiumregion，裂口区域；MC，meioticcell，减数分裂细胞；Tds，tetrads，四分体；MSp，microspores，小孢子；V，vascularregion，维管束；Fb，fibrousbands，纤维素组织；C，connective，连接组织；St，stomium，裂口；PG，pollengrains，花粉粒。随着分子生物学技术的不断发展，一些与花药发育相关的基因被鉴定出来。目前，研究人员初步构建了拟南芥和水稻中花药发育的调控模式图（图1.3）[8]。在拟南芥中，花中的LEAFY（LFY）和WUSCHEL（WUS）发生互作，共同激活AGAMOUS（AG）的表达，从而开始雄蕊的分化[9]。接着这个编码MADS-box类转录因子的AG可以通过和NOZZLE/SPOROCYTELESS（NZZ/SPL）的3’端的CArGbox相结合，激活NZZ/SPL的表达[10]。NZZ/SPL同样编码一个MADS-box类转录因子，一直以来被
华中科技大学博士学位论文4认为是在花药孢原细胞分化过程中最早起调控作用的基因。nzz/spl突变体的花药中没有内皮层、中间层及绒毡层的分化，这说明该突变体的花药细胞分化出现了异常[11]。在拟南芥中，另外还有一个基因，HYPONASTICLEAVES1(HYL1)通过miR165/166协调REVOLUTA(REV)和FILAMENTOUSFLOWER(FIL)的表达，来调控四个花粉囊中孢原细胞的分化[12]。Sieber等曾在2004年就报道了FIL和NZZ/SPL间存在互作[13]。最近研究表明，GROWTH-REGULATINGFACTOR(GRF)和GRF-INTERACTINGFACTOR(GIF)转录复合体可控制孢原细胞的分化，而且与NZZ/SPL的调控路径是相独立的，作者也在讨论中称后续将对GRF-GIF复合体与NZZ/SPL间的互作进行探索，试图更详细地阐述孢原细胞分化过程中的分子机理[14]。图1.3拟南芥和水稻花药发育的调控网络比较（WilsonandZhang,2009）Figure1.3ComparisonsbetweenthenetworkofpollendevelopmentinArabidopsisandrice（WilsonandZhang,2009）
【参考文献】：
期刊论文
[1]Molecular regulation and genetic improvement of seed oil content in Brassica napus L.[J]. Wei HUA,Jing LIU,Hanzhong WANG. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2016(03)
[2]秦油2号的育成及其在我国杂交油菜科研和生产中的地位和作用[J]. 李殿荣,田建华. 中国油料作物学报. 2015(06)
[3]化学杂交剂SX-1对不同生态区甘蓝型油菜的杀雄效果[J]. 韦世豪,田建华,李永红,张耀文,李殿荣,董育红,任军荣,姚雪雁. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2011(11)
[4]油菜化学杀雄剂研究进展[J]. 张振乾,王国槐,官春云,陈社员. 湖南农业科学. 2011(05)
[5]甘兰型油菜三系选育研究初报[J]. 李殿荣. 陕西农业科学. 1980(01)
博士论文
[1]辣椒胞质雄性不育育性恢复的遗传与候选基因鉴定[D]. 魏兵强.甘肃农业大学 2017
[2]甘蓝型油菜细胞核雄性不育基因BnMS5的克隆和功能分析[D]. 辛强.华中农业大学 2016
[3]甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育恢复基因的图位克隆和功能研究[D]. 杨宗辉.华中农业大学 2016
[4]苯磺隆诱导甘蓝型油菜雄性败育的机理及自体吞噬在苯磺隆抗性中的作用[D]. 赵伦.华中农业大学 2016
[5]甘蓝型油菜隐性核不育分子机理及相关基因功能分析[D]. 周正富.华中农业大学 2011
硕士论文
[1]利用蛋白质组学技术解析化学杀雄剂SX-1致使甘蓝型油菜雄性不育机理研究[D]. 林志伟.华中科技大学 2013
本文编号：3069112
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：199 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
雄蕊原基的细胞分化过程（周正富，2012）
华中科技大学博士学位论文312个时期，含有三个细胞核的成熟花粉粒形成，花药变成两室；第13个时期，花药开裂，释放花粉；第14个时期，雄蕊衰老，花药结构及细胞脱落。图1.2拟南芥花药发育的14个时期（Sanderetal.,1999）Figure1.214stagesofantherdevelopmentinArabidopsis(Sandersetal.,1999)L1，L2和L3，雄蕊原基的3层细胞；E，Epidermis，外皮层；En，Endothecium，内皮层；ML，middlelayer，中间层；T，Tapetum，绒毡层；MMC，microsporemothercells，花粉母细胞；Ar，Archesporialcell，孢原细胞；10P，primaryparietallayer，初生壁细胞；20P，secondaryparietalcelllayers，次生壁细胞；10Sp，primarysporogenouslayer，初生造孢细胞；Sp，sporogenouscells，次生造孢细胞；StR，stomiumregion，裂口区域；MC，meioticcell，减数分裂细胞；Tds，tetrads，四分体；MSp，microspores，小孢子；V，vascularregion，维管束；Fb，fibrousbands，纤维素组织；C，connective，连接组织；St，stomium，裂口；PG，pollengrains，花粉粒。随着分子生物学技术的不断发展，一些与花药发育相关的基因被鉴定出来。目前，研究人员初步构建了拟南芥和水稻中花药发育的调控模式图（图1.3）[8]。在拟南芥中，花中的LEAFY（LFY）和WUSCHEL（WUS）发生互作，共同激活AGAMOUS（AG）的表达，从而开始雄蕊的分化[9]。接着这个编码MADS-box类转录因子的AG可以通过和NOZZLE/SPOROCYTELESS（NZZ/SPL）的3’端的CArGbox相结合，激活NZZ/SPL的表达[10]。NZZ/SPL同样编码一个MADS-box类转录因子，一直以来被
华中科技大学博士学位论文4认为是在花药孢原细胞分化过程中最早起调控作用的基因。nzz/spl突变体的花药中没有内皮层、中间层及绒毡层的分化，这说明该突变体的花药细胞分化出现了异常[11]。在拟南芥中，另外还有一个基因，HYPONASTICLEAVES1(HYL1)通过miR165/166协调REVOLUTA(REV)和FILAMENTOUSFLOWER(FIL)的表达，来调控四个花粉囊中孢原细胞的分化[12]。Sieber等曾在2004年就报道了FIL和NZZ/SPL间存在互作[13]。最近研究表明，GROWTH-REGULATINGFACTOR(GRF)和GRF-INTERACTINGFACTOR(GIF)转录复合体可控制孢原细胞的分化，而且与NZZ/SPL的调控路径是相独立的，作者也在讨论中称后续将对GRF-GIF复合体与NZZ/SPL间的互作进行探索，试图更详细地阐述孢原细胞分化过程中的分子机理[14]。图1.3拟南芥和水稻花药发育的调控网络比较（WilsonandZhang,2009）Figure1.3ComparisonsbetweenthenetworkofpollendevelopmentinArabidopsisandrice（WilsonandZhang,2009）
【参考文献】：
期刊论文
[1]Molecular regulation and genetic improvement of seed oil content in Brassica napus L.[J]. Wei HUA,Jing LIU,Hanzhong WANG. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2016(03)
[2]秦油2号的育成及其在我国杂交油菜科研和生产中的地位和作用[J]. 李殿荣,田建华. 中国油料作物学报. 2015(06)
[3]化学杂交剂SX-1对不同生态区甘蓝型油菜的杀雄效果[J]. 韦世豪,田建华,李永红,张耀文,李殿荣,董育红,任军荣,姚雪雁. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2011(11)
[4]油菜化学杀雄剂研究进展[J]. 张振乾,王国槐,官春云,陈社员. 湖南农业科学. 2011(05)
[5]甘兰型油菜三系选育研究初报[J]. 李殿荣. 陕西农业科学. 1980(01)
博士论文
[1]辣椒胞质雄性不育育性恢复的遗传与候选基因鉴定[D]. 魏兵强.甘肃农业大学 2017
[2]甘蓝型油菜细胞核雄性不育基因BnMS5的克隆和功能分析[D]. 辛强.华中农业大学 2016
[3]甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育恢复基因的图位克隆和功能研究[D]. 杨宗辉.华中农业大学 2016
[4]苯磺隆诱导甘蓝型油菜雄性败育的机理及自体吞噬在苯磺隆抗性中的作用[D]. 赵伦.华中农业大学 2016
[5]甘蓝型油菜隐性核不育分子机理及相关基因功能分析[D]. 周正富.华中农业大学 2011
硕士论文
[1]利用蛋白质组学技术解析化学杀雄剂SX-1致使甘蓝型油菜雄性不育机理研究[D]. 林志伟.华中科技大学 2013
本文编号：3069112
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nzwlw/3069112.html
最近更新
教材专著
