烟草细胞质雄性不育系胞质评价及不育机制研究

发布时间：2023-06-18 03:51

　　我国烟草生产上使用的细胞质雄性不育系和杂交种占烤烟种植总面积的70%以上,其不育胞质均来自于N.suaveolens,属于sua-CMS类型。该不育类型是目前烟草中已鉴定出的唯一对农艺性状和抗性无显著不利影响的不育类型,但是其败育机制尚不清楚。为了更好的利用该不育系,需要挖掘出败育相关的不育基因及败育形成机制。另外,由于目前烟草育种和生产上长期使用sua-CMS这一类不育胞质,遗传基础脆弱,具有很大的风险性,急需创制和鉴定出新的雄性不育类型,并对现有的胞质不育类型进行农艺性状、抗病性等方面的胞质效应分析和胞质评价。本研究首先鉴定出一种新型不育胞质类型(tab1-CMS),并对现有的7种烟草不育胞质进行了一年两点的农艺性状调查及抗病性分析,对每种不育胞质进行胞质效应分析。其次对sua-CMS及其近等同核异质系烟草花蕾进行转录组测序和生理分析,研究其败育的分子机制。主要研究结果如下:(1)利用形态学、细胞学观察判定tab1-CMS烟草败育发生在花药发育早期造孢细胞时期,扫面电镜下观察发现其花粉粒干瘪凹陷,花粉粒活性试验检测出其花粉粒没有活性,败育率调查结果显示其完全败育。对tab1-CMS...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 细胞质雄性不育与杂种优势
    1.2 细胞质对植物表型的影响
    1.3 新型细胞质雄性不育系的鉴定
    1.4 细胞质雄性不育的分子机制
        1.4.1 花药形态建成
        1.4.2 细胞毒性
        1.4.3 能量代谢
        1.4.4 细胞程序性死亡
        1.4.5 逆行调节
    1.5 转录组测序揭示不育机制
    1.6 烟草细胞质雄性不育
    1.7 本研究的目的意义和内容
        1.7.1 目的意义
        1.7.2 主要研究内容
        1.7.3 技术路线
第二章 烟草tab1-CMS的鉴定
    2.1 试验材料
        2.1.1 植物材料
        2.1.2 主要试剂
        2.1.3 主要实验仪器
    2.2 试验方法
        2.2.1 tab1-CMS雄蕊形态学观察、花粉粒扫描电镜观察以及花粉粒活性检测
        2.2.2 tab1-CMS花药发育的细胞学观察(石蜡切片观察)
        2.2.3 tab1-CMS育性统计
        2.2.4 DNA提取、PCR扩增、克隆、测序
        2.2.5 tab1-CMS特异片段扩增及验证
    2.3 结果与分析
        2.3.1 tab1-CMS形态学和育性分析
        2.3.2 tab1-CMS花粉的败育时期
        2.3.3 tab1-CMS的特异分子标记
    2.4 讨论
第三章 雄性不育烟草的胞质效应评价
    3.1 试验材料
        3.1.1 植物材料
        3.1.2 供试毒株及菌种
    3.2 试验方法
        3.2.1 农艺性状调查
        3.2.2 抗病性调查
        3.2.3 数据处理
    3.3 结果与分析
        3.3.1 不同类型胞质对烟草农艺性状的影响
        3.3.2 不同类型胞质对烟草抗病性的影响
        3.3.3 tab1-CMS不育系细胞质对烟草农艺性状和抗病性的影响
    3.4 讨论
第四章 sua-CMS烟草的转录组分析及其不育机制研究
    4.1 试验材料
        4.1.1 植物材料
        4.1.2 主要试剂
        4.1.3 主要实验仪器
    4.2 试验方法
        4.2.1 sua-CMS烟草形态学和细胞学观察
        4.2.2 转录组测序
        4.2.3 转录组测序结果分析
        4.2.4 qRT-PCR分析
        4.2.5 幼小花蕾(<2mm)ATP含量测定
        4.2.6 透射电镜观察早期花药细胞
    4.3 结果与分析
        4.3.1 sua-CMS烟草与可育系烟草花药发育对比
        4.3.2 转录组测序结果
        4.3.3 差异基因分析
        4.3.4 差异基因的GO和 KEGG分析
        4.3.5 DEGs的 qRT-PCR分析
        4.3.6 DEGs的相关通路分析
    4.4 讨论
第五章 全文结论
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 工作展望
参考文献
附录
致谢
作者简历



本文编号：3834725