於金生[1]2006年在《水稻光敏核不育基因pms1的精细定位以及候选基因区段序列分析》文中认为光敏核不育水稻由于具有长日照条件下不育而短日照条件下可育的特性，既可作不育系，又可作保持系，是发展水稻“两系”法育种的重要种质资源。众多生理生化和遗传学方面的研究都表明光敏雄性不育是一个十分复杂的现象。迄今为止，人们对光敏核不育现象具体作用机理知之甚少。因此，本研究从分子水平入手，分离克隆控制水稻光敏雄性不育性的基因，设法阐明光敏核不育水稻雄性不育和育性转换的机理。这无论是对植物雄性不育发生机理的丰富，还是对寻找培育优良雄性不育系的新途径，都具有重要的意义。此前研究表明，根据不同杂交组合遗传背景的差异，农垦58S的不育性受到1个或2个主效位点的控制，位于水稻第七染色体上的pms1位点在绝大多数杂交组合中都能检测得到。利用水稻籼型不育组合32001S／明恢63，pms1被定位在RFLP标记RG477和R1807之间，分别距离0.5 cM和3.8cM，物理图谱的构建、BAC克隆测序以及进一步精细定位将基因框定在BAC克隆2109上2个SSR标记之间，并完成了该区段微物理图谱的构建。本研究的主要内容及其结果为：1．从农垦58 BAC文库筛选得到克隆18P4并进行shotgun文库构建、亚克隆测序和拼接，最终得到长度为81，029 bp的外源序列，与克隆2109重叠55，046 bp。2．对2109的序列进行修正和注释，其上总共有13个预测基因，预测的编码区和可转座子成份分别占BAC总长度的28.3％和31.0％，进一步比较认定候选区段7个预测基因中的5个是pms1的重要候选基因，可以进行进一步的功能研究。3．以pms1区段粳稻品种日本晴和农垦58以及籼稻品种93-11和明恢63的基因组序列为材料进行共线性研究，它们在基因水平上具有较好的共线性，而在基因间隔区差异比较大，并且这种差异主要来源于LTR-retrotransposons的插入和缺失；93-11与农垦58之间的多态性最高而明恢63和93-11之间的最低，亚种间的多态性总体上比亚种内的高，但日本晴和农垦58之间的多态性比农垦58和明恢63之间的还高，而且该区段DNA的多态性比全基因组平均水平要高得多；进一步对LTR-retrotransposons插入时间进行估计证实了pms1区段从籼粳分化以来经历了一个非常快速的进化过程。4．对以前所有转基因材料进行育性考查和分子表记分析未能找到表型与分子标记相关性很好的家系，而进一步对1个光形态建成相关基因的转化试验也未能得到预期结果，初步断定pms1可能不在该区段。5．构建农垦58S／明恢63近等基因系，从1个大约2200株的BC_2F_3群体中获得了500株极端雄性不育单株，利用SSR标记ch743和ch745进行初筛，获得了50个极端不育重组单株：以大量的亚克隆作探针对亲本进行分析发展了一系列可用标记，进一步的标记分析将基因确定在Rssr和5C1aG8之间；结合以前的定位数据，初步断定基因在Rssr和H1／N2之间。6．对BAC克隆57N1和24L2进行了序列测定，24L2的外源全长119，695 bp，57N1的外源全长89，893 bp，最终2109、57N1和24L2这3个克隆连成一个大的contig，全长290，641 bp。比较发现日本晴和明恢63基因组序列在该区段存在大片段的缺失和插入，从而导致Rssr与5C1aG8之间的物理距离在明恢63和日本晴基因组上分别为109 kb和242 kb。与缺失和插入相关的片段是一些LTR-retrotransposons以及几个串联重复基因。两个品种在Rssr与5C1aG8之间大约重叠85 kb并有8个预测基因，而其中5个位于Rssr和N685之间21 kb的区段，这说明后者是一个基因富集区和重要功能区，另外，H1／N2和N685之间没有预测基因：综合以上信息，基因最终被确定在Rssr和N685之间。7．生物信息学分析表明，Rssr和N685之间有5个预测基因，其中3个在拟南芥中能找到高度同源蛋白。以pCAMBIA 1301为载体，将5段相互重叠的明恢63 DNA片段导入到农垦58S中并获得了大量转基因植株，其中片段ulp1的拷贝数在T_0代得以检测。8．对携带不育基因型的亲本农垦58S、农垦58和部分光敏不育系以及携带可育基因型的亲本1514、轮回422进行了PCR扩增和测序，两组亲本间共找到了突变一致的5个SNP和1个单碱基的插入或缺失。总之，本研究利用两个定位群体的数据并结合基因组序列的比较分析将pms1定位在一个21 kb长的DNA片段内，该区间内存在两个重要的候选基因，这为pms1的最终克隆奠定了坚实的基础。
刘南[2]2000年在《光敏核不育水稻基因pms1物理图谱的构建及候选基因的确定》文中指出光敏核不育水稻表现为长日条件下雄性不育，短日条件下育性恢复。在杂交制种中，长日条件下抽穗与相应的父本品种(恢复系)配组，即可用作不育系；短日条件下抽穗，又可自交结实，用作保持系，一系两用，是实现“两系法”杂交制种的重要种质资源。研究表明，无论是籼型还是粳型光敏不育水稻在第7染色体都存在主效不育基因pmsl。本研究即是按照图位克隆的技术路线，构建完成光敏核不育水稻基因pmsl区段物理图谱，整个物理图谱由8个BAC克隆组成，跨度约为500kb；根据基因两侧重组事件，将pmsl确定在一个115kb的BAC克隆上；构建MH63幼穗cDNA文库，筛选、并获得一个插入片段大小约为1.8kb的cDNA克隆。这为推测pmsl基因的侯选基因打下坚实的基础。 主要研究结果简述如下： 1．构建光敏核不育水稻pmsl区段物理图谱。整个物理图谱由8个BAC克隆组成，跨度约为500kb。 2．根据基因两侧的重组事件将基因定位在一个115kb的BAC克隆上。 3．在基因两侧各找到一个有多态性的SSR的标记，分别与基因相距0.25cM。 4．选择MH63幼穗分化Ⅲ至Ⅴ期的幼穗组织，混合构建cDNA文库，平均插入片段1.4kb。并证明文库的完整性较好。 5．筛选、并获得一个插入片段大小约为1.8kb的cDNA克隆。 6．在BAC克隆21O9上获得10个幼穗时期特异表达的表达序列。
陆青[3]2005年在《水稻光敏雄性核不育基因pms3的精细定位》文中研究指明光敏感雄性核不育水稻农垦58S具有长日高温不育、短日低温可育的特点，是发展水稻“两系”法育种的重要种质资源。此前的研究发现，根据杂交组合中材料遗传背景的不同，农垦58S的不育性受到1个或2个位点的控制，位于第12染色体上的pms3位点是导致正常水稻品种农垦58突变为光敏雄性不育水稻农垦58S的根源。利用只在pms3基因位点发生育性分离的农垦58S／DH80 F_2群体，pms3基因已被精细定位到两个RFLP分子标记C751和M36之间，距离分别为1.6 cM。 本研究的最终目的是遵循图位克隆法的策略，分离克隆pms3基因。我们通过对农垦58S／DH80 F_2群体进行扩大，从大约7000株的F_2群体中获得了892株极端雄性不育单株，利用C751和M36进行RFLP分析，分别获得了极端不育重组单株43株和17株用于对pms3基因的精细定位。根据美国Clemson大学基因组研究所释放的日本晴全基因组物理图谱信息，找到了可能覆盖pms3基因区域的日本晴BAC重叠群，结合DNA指纹技术和分子标记对60株重组单株的分析，确定了包含13个BAC克隆在内的pms3区段物理图谱。 通过利用157个BAC克隆的亚克隆作为探针对亲本农垦58S和DH80进行多态性分析，发现了4个来自不同BAC克隆的与pms3基因紧密连锁的分子标记P9、135、C11和M2，利用这4个标记对C751和M36筛选出的重组单株进行基因型分析，发现M2和P9将目标基因限定到两个相互重叠的BAC克隆73M2和71J16上。采用“鸟枪”法对可能携带pms3基因的BAC克隆73M2进行测序，获得了约160kb的基因组序列，通过搜索Monsanto公司的数据库，得到了另外108 kb的序列，将该区域的序列延伸至268 kb，同时结合对亚克隆P9和M2的序列测定，将目标基因限定到230 kb的范围内。在230 kb范围每隔5 kb左右挑选1个亚克隆作为探针，共49个探针对亲本进行分析，找到了11个在亲本间有多态性的亚克隆，利用它们作为探针继续分析该区间重组事件发生的情况，将pms3基因范围缩小至两个分子标记LJ25和LK40之间，二者相距28.4 kb，与pms3基因之间分别还有4个和2个重组单株。该28.4 kb DNA片段上包含了1在水稻花和成熟叶片中表达的基因、1个在愈伤组织和早期的幼穗中表达的基因以及5个预测的ORFs。 为了进行pms3基因的功能互补测验以及比较农垦58、DH80、农垦58S之间序列上的差异，以农垦58叶片为材料，构建了农垦58基因组BAC文库，该文库
范优荣[4]2016年在《水稻光敏感雄性核不育基因pms1的克隆与功能分析》文中进行了进一步梳理水稻是全球一半以上人口的主粮,如何提高水稻产量一直是各国科学家致力于解决的关乎国计民生的重大课题。50年前袁隆平先生提出了杂交稻的构想,并随后将之应用于生产实践中,为我国粮食安全做出了巨大的贡献。中国杂交稻的生产经历了从三系稻到两系稻的发展,两系稻占我国杂交稻种植面积的比例越来越高。相对于三系不育系,两系不育系恢复系广、配组更为自由,大大简化了杂交过程,应用潜力巨大。两系不育系是指光温敏雄性不育系,其育性受到温度和光照长度的影响:光敏不育系在长日照下不育、短日照下可育;温敏不育系在高温下不育、低温下可育。粳稻品种农垦58S是第一个被发现也是研究和应用最广泛的光敏雄性不育系,以农垦58S为基因源培育出了大批优良的光温敏雄性不育系。为了更好地利用两系不育系,有必要分离控制光温敏雄性不育性的基因并阐明其分子作用机理。pms1是农垦58S中控制光敏雄性核不育的主效基因,我们构建了农垦58S与明恢63的高世代回交群体以图位克隆pms1基因并对其进行功能分析,得到的主要研究结果如下:1.与以往的认识不同,通过对农垦58S与明恢63回交F2群体的结实率和基因型分析表明,光敏感雄性核不育基因pms1是一个不完全显性基因。在长日照下BC5F2群体中纯合的农垦58S pms1位点表现为完全不育;纯合的明恢63 pms1位点表现为完全可育;而杂合基因型的育性呈现出从不育到可育连续分布的趋势,并且绝大部分植株育性低于60%。明恢63纯合、杂合及农垦58S纯合这三种基因型单株数的比例符合1:2:1的单基因分离比。2.在确定了pms1显隐性的基础上对6841个BC5F2群体单株用两端分子标记pj23和Fssr进行基因型分析,共得到88个重组单株。再利用新开发的11个分子标记进一步缩小定位区间。由于杂合基因型单株与农垦58S纯合基因型单株间育性的重叠,为了定位的可靠性,仅利用杂合基因型和明恢63纯合基因型发生交换的重组单株进行精细定位。最终将pms1定位于分子标记P4和P6之间4.0 kb的范围内,左右各1个重组单株,分子标记P5与pms1共分离。3.将农垦58S中包含有该4.0 kb的基因序列互补转化到近等基因系NIL(MH)中,能降低受体长日照下的育性,短日照下无影响;反之,将对应来自于明恢63中的序列转化到农垦58S中没有表型的改变,说明该区域内确实包含有pms1的候选基因。4.采用RACE的方法在定位区间内分离到一条全长c DNA,将此转录本命名为PMS1T。在长日照下抑制农垦58S中PMS1T的表达能够恢复育性,NIL(MH)中抑制PMS1T的表达对育性无影响;在NIL(MH)中超量表达PMS1T也能导致育性下降。这些结果都表明PMS1T就是控制光敏雄性不育的基因pms1。5.对PMS1T表达谱分析发现PMS1T在与花粉发育相关的组织中表达量较高,在营养生长器官中表达量很低,并且在二次枝梗原基分化期、雌雄蕊形成期和花粉母细胞形成期的幼穗中优势表达,这三个时期也正是光敏感雄性不育的敏感时期。q PCR结果表明在这三个时期中长日照下农垦58S中PMS1T的表达量低于NIL(MH)及短日照下的农垦58S和NIL(MH)。6.PMS1T在农垦58S和明恢63中的长度分别为1,453 bp和1,388 bp,两者相差65bp。在PMS1T的5’端还存在两个SNP位点S1和S2,SNP S2和分子标记P5与pms1共分离。在多个水稻品种中对这几个序列差异进行比较测序表明SNP S2是造成光敏雄性不育的功能性突变。7.PMS1T没有intron,位于基因间区,没有基因注释。预测有三个短的ORF,将农垦58S这三个预测ORF的起始密码子ATG后面插入碱基“G”,分别互补转化NIL(MH),仍然能够正常发挥功能,降低NIL(MH)的育性,说明PMS1T不编码蛋白,是一个长链非编码RNA。8.5’RLM-RACE和降解组测序数据证实了PMS1T能够被mi R2118剪切。对长、短日照下农垦58S和NIL(MH)雌雄蕊形成期、花粉母细胞形成期和减数分裂期幼穗进行Small RNA-seq分析发现PMS1T能够从mi R2118剪切位点开始形成18对21 nt phasi RNA。这些PMS1T-phasi RNA的表达量在花粉母细胞形成期和减数分裂期幼穗中高于雌雄蕊形成期,其中4s phasi RNA和6s phasi RNA的量远高于其他phasi RNA。比较分析花粉母细胞形成期幼穗中的PMS1T-phasi RNA,在长日照下的农垦58S中表达量高于其他三种材料。同时发现PMS1T-phasi RNA的表达量与PMS1T转录本的表达量呈负相关。此外还分析了长日照花粉母细胞形成期幼穗中PMS1T-phasi RNA在转基因植株中的表达量。在超量表达农垦58S PMS1T转基因植株中,phasi RNA的表达量在阳性植株中高于阴性植株;与此相吻合的是,农垦58S PMS1T抑制表达的转基因阳性单株中phasiRNA的表达量低于阴性单株。这些结果表明PMS1T-phasi RNA与光敏雄性不育相关。转基因结果进一步证实失去了完整mi R2118识别位点的农垦58S PMS1T不能发挥正常功能来降低NIL(MH)长日照下的育性,表明phasi RNA参与了光敏雄性不育的调控。PMS1T是到目前为止鉴定到的第一个具有生物学功能的PHAS基因,证明了这类小RNA对植物生长发育的重要性,同时也加深了我们对于光敏感雄性核不育机理的理解。
蔡春苗[5]2008年在《光（温）敏雄性核不育水稻MS8S不育基因和抽穗期基因的遗传分析与分子定位》文中进行了进一步梳理光温敏雄性核不育水稻品种MS8S的育性受光温条件变化的调节,遗传分析结果表明MS8S的育性是由1对隐性不育基因控制。本研究利用MS8S与YC169的杂交F_2作为分离群体,在遗传图谱上选取342对SSR标记(标记间平均距离小于5cM)进行定位分析。分析结果表明第2染色体上的RM324标记与目的基因连锁,但连锁程度不紧密。为此我们构建了高代回交BC_2F_2群体,并在2号染色体上筛选了60对额外的标记用于进一步的定位分析,不育基因(暂命名为GMS)被定位于RM6378和RM12847之间,遗传距离分别为8.5cM和8.2cM。连锁图谱的比较分析表明GMS可能与Wang等在安农S-1中鉴定的温敏不育基因tms5紧密连锁或等位。另一方面,MSSS育性安全稳定的特性可能与其抽穗期控制基因有关。为了阐明其抽穗期遗传本质,利用MS8S与筛选出的不同品种做杂交遗传分析。构建Msgs与Ⅱ-32B的BC_1F_1群体进行QTLs定位。基于QTLs的扫描分析发现在第10染色体上存在一个主效QTL,遗传效应占群体总表型变异程度的43.4%,暂命名为Hd-t,同时利用分子标记定位技术结合隐性群体分组分析法把Hd-t定位于RM258附近,与RM258、RM184的遗传距离分别为4.9cM和8.9cM。与已知的QTLs以及抽穗期质量性状位点进行比较可知该基因可能为一个新的抽穗期控制基因。
周元飞[6]2007年在《水稻光温敏核雄性不育遗传及基因定位研究》文中研究表明高等植物雄性不育现象在自然界普遍存在,其中细胞质雄性不育(Cytoplasmic Male Sterility,CMS)和光温敏核雄性不育(Photoperiod andThermo-sensitive Genic Male Sterile,PTGMS)最具利用价值。20世纪70年代,继李必湖率先发现野败型CMS后,我国水稻育种工作者成功地培育出“三系”杂交水稻,并在生产上大面积应用,为我国乃至全世界的粮食生产的持续发展发挥了重大作用。同时,石明松1973年首次发现水稻光敏核雄性不育自然突变体,为杂种优势利用开辟了另一条新途径。由于PTGMS系的花粉育性会随日长和温度变化而转变,它在长日高温条件下,不仅可作为不育系用于杂交制种,并且在短日低温条件下能自交繁殖种子;从而使种子生产过程得以简化,可以免去用于产生不育系种子的保持系,即将“三系”减为“两系”。目前两系法,也已在水稻生产上广泛应用。PTGMS的遗传研究业已表明,农垦58S和农垦58之间杂交后代的育性分离比例呈典型的单基因遗传,而由其衍生的多种不育系,则通常受两对基因控制,且其等位性较为复杂。有关光温敏核不育基因定位研究也已有较多报道,然而,尚未涉及大面积应用的温敏不育系培矮64S。因此,很有必要对其光温敏核不育基因作进一步遗传分析、基因精细定位以及遗传效应评估。本研究首先对用于基因定位的SSR(Simple Sequence Repeats)标记分析体系进行优化,试图改进目前实验过程中样品DNA提取工作量大、实验成本高以及现有SSR标记数量不足等问题;然后,以协青早A、培矮64S等为对照,通过花粉育性镜检观察和种子育性的调查,重点对嘉浙A雄性不育系育性不稳定性问题作了比较分析;最后,利用两优培九的F_2构建极端隐性雄性不育群体,对光温敏不育基因进行了精细定位,并试图确定其候选基因,为分子标记辅助选择和基因克隆作准备。本研究获得的主要结果如下:1.建立了一套水稻SSR标记应用技术体系,内容包括:(1)大群体DNA样品高效提取;(2)籼粳亚种间SSR标记信息的比较分析及多态性预测;(3)PAGE(Poly-Acrylamid Gel Electrophoresis)及其银染体系的优化。运用这套体系可以提高效率,降低成本,节约时间。因此,对分子育种有一定的参考价值。2.比较了CMS和PTGMS花粉育性的变化趋势,和协青早A(0～11.67%)相比,嘉浙A群体会出现较高正常(可育)花粉率(0～30.00%),正常花粉主要集中在第5和第3枝梗。通过花粉育性与温度相关性分析发现,嘉浙A花粉育性恢复与抽穗前9d～11d田间温度有关,平均温度为25.2±1.4℃时,可育花粉百分率将达到最高值,当平均温度升至29.8±2.1℃时将表现稳定不育。与CMS系相比,培矮64S在7月上旬至8月下旬长日高温条件下,不同穗位间花粉育性无差异,表现为稳定不育,且典败花粉率占90%以上。培矮64S的正常可育花粉百分率与抽穗前12d～16d的温度变化达最大负相关,自然长日条件下育性转换临界温度为平均24.8±1.7℃;可育花粉率峰值出现在4月22日(95.00%)和10月18日(87.67%)。杭州安全制种期为7月下旬至8月上旬。3.对培矮64S/93-11组合F2和BC_1F_1遗传分析表明,培矮64S的光温敏雄性不育性状受2对隐性重叠基因控制。从F_2代获得320株极端不育单株构建成定位群体,应用SSR为主的分子标记以及极端集团隐性分类法(bulked-extremeand recessive-class approach),进行光温敏雄性不育基因定位。在第7染色体上合成了72对引物,试验表明有32对多态性引物与pms1连锁。其中pms1与第7染色体短臂上的SSR标记RM6776共分离,且与两侧的连锁标记RM21242和YF11之间的遗传距离均为0.2cM。查询日本晴基因组序列信息,发现RM21242和YF11之间的物理距离为101.1kb,TIGR基因组注释表明,该区间共有14个预测基因;其中的LOC_Os07g12130位点编码一个含DNA结合结构域的MYB类蛋白,通过GO(Gerie Ontology)分析,发现该基因产物与热刺激的敏感反应相关,推测LOC_Os07g12130最有可能是pms1可育等位基因的候选基因。另一对不育基因初步定位在第12染色体上,8个SSR标记与pms3连锁,其中RM7018和RM28390分别位于pros3两侧,遗传距离分别为1.0 cM和4.1 cM。标记基因型与花粉育性和结实率方差分析表明,pms1和pms3基因均表现雄性不育遗传主效应,且前者效应值是后者的1.3～1.4倍。
倪飞[7]2017年在《太谷核不育小麦Ms2基因的图位克隆和功能解析》文中指出植物雄性不育是一种重要的性状,广泛用于杂交育种。太谷核不育小麦Ms2基因,属于显性核雄性不育基因,已用于上百个小麦品种或品系的培育,加快了我国小麦育种进程。本研究利用图位克隆技术分离到Ms2基因,通过反向遗传学手段验证了该基因的功能,并采用遗传转化技术证明Ms2基因可以引起小麦、大麦和短柄草的雄性不育。MS2基因只在部分小麦亚族物种出现,显性Ms2基因在太谷反转录转座子(Taigu)的驱动下表达,其表达呈现花药特异性。Ms2基因的克隆对小麦轮回选择或杂交制种具有重要意义。本研究的主要结果如下:1.太谷核不育小麦雄性不育表型:我们统称携带显性Ms2基因的小麦为太谷核不育小麦。与可育小麦相比,太谷核不育小麦的花药瘦小,小孢子发育异常,造成无花粉型雄性不育。太谷核不育小麦雄性组织发育的异常表现在中层细胞的提前降解、花粉母细胞的原生质化、二分体分离受阻和单核花粉粒的急剧退化等。2.太谷核不育Ms2基因的精细定位:本研究利用4个BC1F1群体(PopA、PopD、PopE和PopF)进行Ms2基因的精细定位。利用3,487个Pop D单株,将Ms2基因定位在Xsdauw20和Xsdauw32之间,约0.6cM的区间。同时利用3,954个PopA单株,将Ms2基因进一步定位在Xsdauw27和Xsdauw29之间,约0.05cM的距离,标志着Ms2区域精细遗传图谱的成功绘制。3.太谷核不育Ms2基因的物理图谱和候选基因:本研究构建了‘矮败鲁麦15’的细菌人工染色体文库(bacterial artificial chromosome,BAC),利用Ms2基因的5个连锁标记对该文库进行筛选并获得了Ms2区域的12个BAC克隆。对部分BAC克隆进行测序和拼接,成功绘制了Ms2基因区域的物理图谱。在Xsdauw24和Xsdauw32区间,共预测到8个候选基因,其中PG5P1593S的表达和太谷核不育性状相关联,可能代表Ms2基因。4.PG5P1593S代表太谷核不育Ms2基因:利用TILLING(targeting induced local lesions in genomes)检测,发现PG5P1593S基因的突变引起太谷核不育性状的丧失、雄性可育,基因突变和育性恢复呈现稳定遗传。利用遗传转化互补实验,进一步确认PG5P1593S基因的表达可以引起普通小麦、大麦和短柄草的雄性不育。现有证据显示PG5P1593S就是太谷核不育Ms2基因。5.Ms2基因呈现特异的时空表达模式:自然群体中,Ms2基因只在太谷核不育小麦中表达,并且只在减数分裂前后(S2时期)的花药组织表达。组织原位杂交证明,Ms2基因在花药中层、绒毡层和小孢子母细胞中特异表达。该基因的特异表达可能与MS2启动子区域的Taigu反转录转座子有直接关系。亚细胞定位技术显示,GFP:Ms2融合蛋白可能定位于细胞质和内质网。6.MS2是麦族植株特异进化的产物:MS2或其同源基因只在粗山羊草(Aegilops tauschii)、乌拉尔图小麦(Triticum urartu)以及普通小麦(Triticum aestivum)等麦族物种中存在。通过比较575份小麦族材料,鉴定到MS2基因的18种单倍型(Haplotype),显性Ms2基因对应单倍型A2,是在单倍型A1的基础上由Taigu转座子插入形成的。Ms2基因的单倍型A1在普通小麦形成之前就已经存在,在普通小麦和粗山羊草中分别独立遗传。7.MS2蛋白可能作用于植物蛋白翻译系统:转录组分析和酵母双杂交实验说明MS2蛋白很可能作用于植物蛋白翻译系统从而导致雄性不育。
欧阳亦聃[8]2008年在《水稻广亲和基因S5-n和光敏核不育基因pms3功能分析及作用机理研究，以及水稻Hsp20基因家族分析》文中研究说明水稻籼粳亚种间具有比品种间更强的杂种优势,但籼粳亚种间杂种的不育性限制了对其杂种优势的利用。在水稻中存在一类特殊的种质资源称为广亲和品种,它们分别与籼稻和粳稻杂交,其后代均表现正常可育。S5基因位于水稻第6染色体上,它是控制籼粳广亲和性状的一个主效基因。本研究的目的就是分离克隆水稻广亲和基因S5,并对该基因功能、作用机理及其参与水稻生殖隔离的调控机制做出研究。在以前的工作基础上,本研究成功分离克隆水稻广亲和基因S5,并通过RACE技术分别获得在籼稻、粳稻和广亲和品种中S5等位基因的全长cDNA。在核苷酸与蛋白水平上比较籼稻、粳稻和广亲和品种的基因结构发现籼稻和粳稻的编码区段只有两个碱基的差别,引起相应蛋白质两个氨基酸的替换。对应广亲和品种的S5等位基因(广亲和基因)蛋白N-端缺失导致功能丧失。BLASTp分析表明S5基因编码蛋白与天冬氨酸蛋白酶高度同源。来源于CERP(http://crep.ncpgr.cn/)芯片表达谱数据表明S5基因在全生育期都极低水平表达。通过RT-PCR分别检测S5基因在三个亲本幼穗发育不同时期组织中的表达量,结果表明该基因在叶片中极低水平表达而在幼穗中表达量相对较高。使用Real-time PCR对不同亲本和杂交组合F_1代S5表达量进行检测,结果表明不同亲本和杂种中S5的表达差异显著。使用Real-time PCR检测S5基因在55个不同基因型材料中的表达量,并对其中13个杂交组合F_1代胚囊育性做出统计。结果表明S5基因表达量与水稻品种不相关。其中杂交组合F_1代材料胚囊育性和小穗育性正相关,但是和S5基因表达量不相关。这些结果表明S5基因通过控制雌配子发育影响亚种间杂种的结实率,但这种调控机制和该基因表达量高低无关。光敏感雄性核不育水稻农垦58S具有长日高温不育、短日低温可育的特点,是发展水稻“两系”法育种的重要种质资源。此前的研究中光敏感核不育基因pms3已被限定在一段28.4kb的范围内,且该范围内有且仅有一个SNP。本研究的目的就是进一步确定pms3的候选基因并对其功能和作用机制做出研究。通过生物信息学方法对目标区段进行分析,针对预测的候选基因Gene M设计引物,通过RT-PCR扩增出所对应cDNA并测序验证。进一步RT-PCR分析获得Gene M的四个转录本在58S和58N以及在长日照和短日照幼穗发育不同时期不同组织中的表达谱信息。对SNP附近序列随机设计引物扩增发现该位点上存在一个表达的EST,Gene EST。通过RACE技术获得Gene EST全长eDNA,结果表明Gene EST的5'端与Gene M中的一个转录本GENE M3的3'端部分序列重叠。通过Real-time PCR对Gene EST和GENE M3在58S和58N以及在长日照和短日照不同发育时期的幼穗中进行表达谱分析,结果表明Gene EST在幼穗6期高表达。原位杂交结果表明Gene EST和GENEM3均在幼穗中表达。这些结果为进一步确定候选基因并阐明其作用机制提供基础。Hsp20基因是植物热激蛋白家族中最大的一类家族成员,它参与热激反应和多种抗逆反应,并对许多环境因子做出应答。迄今为止,对水稻Hsp20基因的研究非常有限,且尚未有对Hsp20整个基因家族做出系统研究的报道。本研究一一列举出水稻中39个OsHsp20基因,对它们的基因结构、表达、染色体定位以及进化关系作了系统的分析,并通过RT-PCR对部分OsHsp20基因受热激诱导的反应做出研究。与此同时,本研究在三个水稻品种的25个发育时期中对OsHsp20基因进行了系统的表达聚类分析。分析结果表明OsHsp20基因在营养生长时期和生殖生长时期差异表达,且在汕优63中下降差异表达基因增加。进一步研究表明整个OsHsp20家族在汕优63中都表现出杂种优势。这些结果表明OsHsp20基因不仅在不同发育时期差异表达,在不同品种间也表现出不同的表达趋势。
刘春宏, 方珊茹, 刘玉芹, 沈伟锋[9]2012年在《水稻雄性核不育基因的研究进展》文中认为水稻雄性不育基因的利用是开发新的育种方法的重要途径,对于进一步提高水稻产量,增强水稻抗性,改善水稻品质具有重要意义。该文对水稻雄性不育的机理及其分类进行了阐述,概述了光敏核不育基因、温敏核不育基因、显性核不育基因的定位方法,总结了近年来这些基因定位方面的研究进展,讨论了其他类型核不育水稻的研究成果,并提出水稻不育基因在应用方面存在的问题,同时对它的应用前景进行了展望。
邹丹妮[10]2011年在《水稻野栽远源杂交来源的温敏核雄性不育基因tms7的精细定位》文中研究表明杂交水稻为提高水稻单产、解决世界性的粮食问题做出了巨大的贡献。但是传统的三系杂交育种存在局限：育种程序和生产环节较复杂,有来自不育系的细胞质负效应和细胞质单一的潜在威胁(袁隆平,1987)。1973年,石明松发现光温敏雄性不育水稻为两系法水稻杂交育种带来了希望。两系法有着独特的优势,然而光温敏不育系受到季节和区域的限制而存在着不稳定性,这些问题的最终解决还有赖于光温敏不育的分子机理研究。本研究开展温敏雄性核不育基因的精细定位为克隆该基因,进而为了解其不育的分子机理,开发分子标记选择用于育种实践奠定基础。前期实验将来源于野栽远缘杂交来源的温敏核不育tms7初步定位在9号染色体上。为了进一步定位,我们构建了两个杂交组合Tb2s×中1159和衡农s-1×中1159的F2代分离群体,分析发展了15个多态性标记,利用这些多态性标记将温敏不育基因tms7定位到了标记RM24454和InDel3之间,物理距离为46.5kb,并且在此区间中存在两个共分离标记：InDel1和InDel2。对定位区间的序列进行基因预测和基因注释,利用GeneMark预测该区间内有10个开放阅读框架。根据水稻全基因组注释结果,此区间存在5个候选基因。其中LOC_Os09g27650有2种基因模式(gene models)。从五个候选基因中选取两个有可能与雄性不育相关的候选基因进行基因组和转录水平的测序鉴定,结果没有找到可靠的突变。为了进一步确定候选基因开展了对Tb2s的全基因组重测序,结果表明测序结果质量高且可靠。在Tb2s的序列中有3个候选基因的序列,与籼稻9311基因组序列进行比对,发现在调控区域和开放阅读框架上都存在差异。这些结果将有利于寻找和确定可靠的突变位点,为确定候选基因基因奠定了基础。
参考文献：
[1]. 水稻光敏核不育基因pms1的精细定位以及候选基因区段序列分析[D]. 於金生. 华中农业大学. 2006
[2]. 光敏核不育水稻基因pms1物理图谱的构建及候选基因的确定[D]. 刘南. 华中农业大学. 2000
[3]. 水稻光敏雄性核不育基因pms3的精细定位[D]. 陆青. 华中农业大学. 2005
[4]. 水稻光敏感雄性核不育基因pms1的克隆与功能分析[D]. 范优荣. 华中农业大学. 2016
[5]. 光（温）敏雄性核不育水稻MS8S不育基因和抽穗期基因的遗传分析与分子定位[D]. 蔡春苗. 福建师范大学. 2008
[6]. 水稻光温敏核雄性不育遗传及基因定位研究[D]. 周元飞. 浙江大学. 2007
[7]. 太谷核不育小麦Ms2基因的图位克隆和功能解析[D]. 倪飞. 山东农业大学. 2017
[8]. 水稻广亲和基因S5-n和光敏核不育基因pms3功能分析及作用机理研究，以及水稻Hsp20基因家族分析[D]. 欧阳亦聃. 华中农业大学. 2008
[9]. 水稻雄性核不育基因的研究进展[J]. 刘春宏, 方珊茹, 刘玉芹, 沈伟锋. 台湾农业探索. 2012
[10]. 水稻野栽远源杂交来源的温敏核雄性不育基因tms7的精细定位[D]. 邹丹妮. 海南大学. 2011