倪金龙[1]（2021）在《水稻低温敏核不育基因rtms6和rtms10介导的杂合雄性不育遗传规律研究》文中研究说明杂交水稻技术通过对杂种优势的利用,显着提高了水稻单产水平。基于细胞质雄性不育的三系法和基于光温敏核不育的两系法是当前杂交水稻技术的主要类型,这些技术成果的应用和推广,为我国稻米增产和保障粮食安全作出巨大贡献。然而,随着生产的发展,三系法配组的不自由和两系法制种的风险问题也逐渐暴露出来。因此,研创一种配组自由、制种风险较低的杂交水稻新技术,对于杂交水稻的安全生产和持续发展具有重要意义。雁农S（YnS）是一种低温雄性不育、高温可育的反向温敏核不育系（即与传统的光温敏不育系低温可育、高温不育的特性相反）,育性转换临界温度为29-29.5℃,低于29℃表现为雄性不育。育种家们业已利用YnS选配出多个两系杂交水稻新组合,在生产中显示出良好的应用效果。然而YnS低温敏不育性状的遗传规律尚不甚清楚,不育基因的定位和克隆也未见报道。此前的研究还发现:用YnS型不育系与传统两系不育系农垦58S及其衍生不育系7001S等进行杂交,其F1在各种光温条件下均表现出稳定的雄性不育现象。利用这一特点,我们育成了不受光温影响的新型雄性不育系天丰HS。这就更需要对YnS基因型进行深度解析,通过对相关功能基因的标记、定位和克隆,进一步揭示其遗传规律,更好的为育种应用服务。本研究围绕上述目标,在系统分析YnS低温敏不育性状遗传表现的基础上,精细定位和克隆了相关不育基因,揭示了YnS低温敏不育基因介导的光温稳定型雄性不育的遗传规律和应用前景。主要结论如下:（1）利用YnS分别与R608和L422杂交得到的F2分离群体,在第6和第10染色体上定位到2个控制低温敏核不育性状的主效位点,分别命名为rtms6和rtms10。通过进一步构建高世代回交分离群体,分别将rtms6和rtms10精细定位在～87kb和～55kb的物理区间内。转录组测序和RT-PCR分析显示,～87kb区间内的Loc＿Os06g08380转录本在22℃低温条件下特异下调表达。遗传互补试验初步证明Loc＿Os06g08380即为rtms6。～55kb区间内也发现了rtms10的候选基因,克隆和验证工作正在进行中。（2）利用YnS作不育基因供体转育而成的两个新遗传背景的材料,一个为R608背景的rtms6、rtms10、rtms6rtms10近等基因系,另一个为L422背景的rtms10近等基因系（L422自身携带有rtms6）,分别将它们与1892S杂交,在长日高温和短日低温条件下观察不同F1植株的育性,发现仅rtms6rtms10型近等基因系与1892S杂交F1表现为光温稳定型不育,表明rtms6和rtms10共同作用导致了这种杂种光温稳定性雄性不育。（3）构建了YnS与1892F（轮回父本）低世代和高世代回交分离群体,在长日高温和短日低温条件下观察,稳定不育单株与可育单株均表现1:1的分离比。分子标记分析结果显示,稳定雄性不育性状与rtms10位点共分离,而与rtms6无连锁关系,表明1892F中已携带有rtms6基因,这种光温稳定型不育单株的基因型是rtms6YnSrtms6YnSrtms10YnSrtms101892F。因此,我们将这种杂种光温稳定型雄性不育称为杂合雄性不育（heterozygous male sterility,HMS）。（4）通过分子育种策略构建了具有1892F背景的低（反）温敏雄性不育系1892RS。通过大田种植和人工气候箱处理,1892RS(rtms6YnSrtms10YnS)与1892F(rtms6YnSrtms101892F)杂交F1在高温和低温条件下均表现为雄性不育,即HMS。将1892RS(rtms6YnSrtms10YnS)与1892F(rtms6YnSrtms101892F)杂交F1株系称为杂合雄性不育系1892HS,1892F则是1892HS的保持系,记作1892HB。（5）以1892HS为母本,分别与恢复系五山丝苗、粤禾丝苗及R9802进行了测配。通过对F1主要农艺性状、产量性状和品质性状的考察,结果显示1892HS配制的组合在产量和品质性状上与对照不育系1892S测配的组合无显着差异,表明这种HMS新型不育系具有较好的育种应用潜力,同时保证了配组的自由性与制种的安全性相统一。
杨大兵[2]（2021）在《全基因背景分子选择改良水稻光温敏核不育系丰39S的病虫抗性》文中提出水稻稻瘟病、白叶枯病、褐飞虱是我国乃至世界稻区最重要的病虫害,对水稻产量和品质造成严重的危害。两系法杂交水稻是我国南方稻区籼稻杂种优势利用的主要途径之一,也是世界水稻杂种优势利用的发展方向,光温敏核不育系的抗性表现往往直接影响其所配两系法杂交水稻组合的抗性水平。利用已有主效抗病虫基因的聚合进行水稻病虫害抗性的遗传改良是最经济有效而绿色友好的病虫害防控方式。丰39S是合肥丰乐种业股份有限公司培育的籼型光温敏核不育系,具有不育性稳定、株型紧凑、分蘖力强、米质优等诸多特点,所配组合已经大面积推广,但不抗稻瘟病、白叶枯病及褐飞虱。本研究利用以回交育种为主线的全基因组背景分子选择技术,将稻瘟病抗性基因Pi2、白叶枯病抗性基因Xa7和Xa23、褐飞虱抗性基因Bph14和Bph15精准地渗入到“丰39S”遗传背景中,首先创建携带不同抗性基因的单基因导入系,再通过基因聚合培育多抗的光温敏核不育系,获得了一系列以丰39S为遗传背景的抗稻瘟病、抗白叶枯病和抗褐飞虱的新不育系材料。主要研究结果如下:1、为了尽快改良丰39S对稻瘟病的抗性,首先利用回交和分子标记辅助选择技术,将供体亲本华1201S中的稻瘟病抗性基因Pi2快速地导入到丰39S的遗传背景中,创建出2个携带纯合Pi2基因的新株系DB16206-34和DB16206-38。用57个稻瘟病菌株进行的人工接种鉴定表明,DB16206-34和DB16206-38的苗瘟抗谱为94.70%,而受体亲本丰39S的苗瘟抗谱为18.30%;在湖北恩施和宜昌的稻瘟病病区自然诱发鉴定结果表明,新株系及所配的部分杂交组合的叶瘟和穗颈瘟抗性达到中抗以上,较丰39S及所配杂交组合的抗性明显提高。DB16206-34和DB16206-38的育性转换特性、主要农艺性状、稻米品质和所配组合的产量均与丰39S相似。其中DB16206-34被命名为“华634S”,作为抗稻瘟病不育系通过了湖北省农作物品种审定委员会组织的技术鉴定,所配组合“华634S/9311”和“华634S/丰香恢1号”作为抗稻瘟病两系杂交组合参加了湖北省和国家水稻区域试验。2、以携带Pi2基因的DB16206-172（DB16206-34的姐妹系）、携带Xa7基因的华1228S、携带Xa23基因的华1015S、携带Bph14和Bph15基因的华1165S为供体,与丰39S杂交、回交和全基因组背景分子选择,创建了Pi2基因位点插入片段567.0 kb、与丰39S遗传背景相似度99.85%的单基因导入系DBQ18071-414-3-3。用同样方法创建的Xa7、Xa23、Bph14、Bph15单基因导入系分别是DB17174-111-2、DB17207-217-244-8、DBQ18077-3-2-1和DBQ18080-61-407-1,插入片段长度688.4kb-1574.9 kb,与丰39S的遗传背景相似度99.82%-99.60%。抗性鉴定结果表明,DBQ18071-414-3-3（Pi2）抗稻瘟病,DB17174-111-2（Xa7）和DB17207-217-244-8（Xa23）抗白叶枯病,DBQ18077-3-2-1（Bph14）和DBQ18080-61-407-1（Bph15）中抗褐飞虱。生育期、主要农艺性状、稻米品质、育性转换特性均与丰39S相似。因此,可以将建立的单基因系用于后面的多基因聚合系的创建。3、通过将单基因导入系的相互杂交和对目标基因的前景选择,创建了携带Pi2+Xa7+Bph14+Bph15基因的多基因聚合系2个,编号是DB18128-19-164-2和DB18128-19-361-1,4个抗性基因的插入片段累加长度为3689 kb,与丰39S的遗传背景相似度为99.05%;携带Pi2+Xa23+Bph14+Bph15基因的多基因聚合系2个,编号是DB18129-34-268-38和DB18129-34-303-6,4个抗性基因的插入片段累加长度为3974 kb,与丰39S的遗传背景相似度为98.98%。将创建的多基因系用于后面的性状鉴定和组合测配。4、广东省农业科学院植保所的鉴定结果表明,DB18128-19-164-2、DB18128-19-361-1、DB18129-34-268-38和DB18129-34-303-6的苗瘟抗谱是94.12%-97.06%,受体亲本丰39S的苗瘟抗谱是35.29%。在湖北宜昌市远安县望家村稻瘟病区自然诱发鉴定表明,4个多基因聚合系的叶瘟是0级-2级、穗瘟发病率是0%-6%,丰39S的叶瘟是7级、穗瘟发病率是76%。以黄华占为父本与4个多基因聚合系配组的组合,叶瘟是0级-3级、穗瘟发病率是4%-9%,对照组合“丰39S/黄华占”的叶瘟是5级、穗瘟发病率是51%。在湖北恩施州两河村稻瘟病区自然诱发鉴定表明,4个多基因聚合系的叶瘟都是2级,穗瘟发病率是9%-15%,丰39S的叶瘟是8级,穗瘟发病率是100%。5、华中农业大学病圃人工接种PXO61、PXO99、ZHE173、GD1358、Fu J、YN24和He N11等7个白叶枯病菌株的鉴定表明,携带Pi2+Xa23+Bph14+Bph15基因的2个聚合系DB18129-34-268-38和DB18129-34-303-6以及它们与黄华占、五山丝苗配制的组合都高抗7个菌株。携带Pi2+Xa7+Bph14+Bph15基因的2个聚合系DB18128-19-164-2和DB18128-19-361-1抗PXO61、ZHE173、GD1358、Fu J和He N11等5个菌株,不抗其他2个菌株,它们所配的组合抗PXO61、ZHE173、Fu J和He N11等4个菌株,不抗其他3个菌株。而丰39S感6个菌株、中抗1个菌株He N11,丰39S与黄华占、五山丝苗配制的组合对7个菌株均表现感病。6、苗期褐飞虱鉴定结果表明,导入系DBQ18077-3-2-1（Bph14）表现为中抗褐飞虱,导入系DBQ18080-61-407-1（Bph15）和4个聚合株系DB18128-19-164-2、DB18128-19-361-1、DB18129-34-268-38和DB18129-34-303-6对褐飞虱表现为抗级。4个多基因聚合系与同时携带Bph14和Bph15基因的父本配制的杂交组合是抗褐飞虱的,但是与不携带Bph14和Bph15基因的父本配制的杂交组合表现为中抗褐飞虱。成株期褐飞虱鉴定结果表明,2个单基因导入系DBQ18077-3-2-1和DBQ18080-61-407-1、4个多基因聚合系以及它们所配的组合都是抗褐飞虱的。7、人工气候箱和武汉自然条件下分期播种的育性转换特性鉴定表明,单基因导入系和多基因聚合系的育性转换临界温度都是日平均温度22℃-23℃,稳定不育期81 d-86 d,与丰39S的育性转换特性完全一致。8、海南可育期的生育特性、产量、主要农艺性状和稻米品质鉴定表明,创建的导入系的平均播始历期99 d-101 d、单株粒重20.9 g-24.8 g、株高82 cm-88 cm、单株有效穗数9个-10个、平均穗长19 cm-20 cm、每穗总粒数138粒-162粒、结实率60%-73%、千粒重25 g-26 g、整精米率66%-69%、垩白粒率0.0%-0.5%、长宽比2.7-2.9、直链淀粉含量12%-13%、胶稠度89 mm-91 mm,经方差分析比较,各项指标与受体亲本丰39S都没有显着差异。在武汉不育期的生育特性观察表明,导入系的平均播始历期84 d-86 d、主茎叶片数14.0片-14.4片,株高85 cm-87 cm、单株有效穗数8个-9个、平均穗长24 cm-25 cm、每穗总颖花数175朵-192朵,柱头外露率24%-39%,也经方差分析比较,各项指标与受体亲本丰39S都没有显着差异。9、以4个多基因聚合株系DB18128-19-164-2、DB18128-19-361-1、DB18129-34-268-38和DB18129-34-303-6及丰39S为母本、4个两系恢复系五山丝苗、HB17004-7-88、黄华占和HB17010-180-171-1为父本配制了杂交组合,分别在海南和武汉育种试验站进行了3次重复的比产试验结果表明,在海南的小区平均单株产量33 g-39 g,在武汉的小区平均单株产量49 g-51 g。方差分析结果表明,多基因聚合系所配组合的产量与丰39S所配组合的产量没有显着差异。导入系的产量一般配合力与受体亲本丰39S没有差异。综上,通过全基因组背景分子选择育种策略,已经将Pi2、Xa7、Xa23、Bph14和Bph15等不同抗性类型的基因精准地导入到丰39S遗传背景中。培育出来的多基因聚合系的遗传背景与丰39S高度相似,稻瘟病、白叶枯病和褐飞虱抗性明显提高,育性转换特性、生育特性、开花习性、主要农艺性状、稻米品质、产量配合力都与受体亲本丰39S没有显着差异。实现了本研究提出的研究目标,创建的多基因导入系可以替代丰39S用于培育“三抗”的两系杂交水稻新组合。本研究是第一个利用全基因组背景分子选择技术、精准地进行多基因渗入、定向改良多个性状的育种案例。
王磊[3]（2020）在《不育临界温度不同的培矮64S近等基因系育性相关小RNA差异分析》文中指出光温敏核不育水稻的花粉育性受穗发育期的光周期和温度调控,历经大量研究但其光温育性调控机理仍不明确。培矮64S是以农垦58S作为不育基因源衍生的籼型光温敏核不育系,是两系法杂交稻组合中广泛应用的母本,然而在实际生产应用中因其不育性易受到低温影响而造成制种损失的情况时有发生。研究温度对育性的调控机理,具有生殖发育调控理论意义和温度稳定型不育材料培育的指导作用。在光敏不育基因调控机理研究中,已发现mi RNA参与了光敏核不育水稻育性的转换调控过程,本研究试图探讨在温度调控育性的过程中是否也存在mi RNA的参与,并通过这些育性温度调节相关的mi RNA分析其调节机制。研究选用对育性温度反应不同的培矮64S近等基因系（PA2364S、PA2864S）,在不同温度条件下的幼穗进行降解组测序以及结合前期研究的转录组测序、small RNA测序进行联合分析,筛选特异性mi RNA及其靶基因的表达差异进一步解析育性温度稳定性机理,为温度稳定性的不育系选育与鉴定提供基础信息。获得了如下主要结果:1.对前期已有不育系材料育性进行验证,花粉碘染镜检显示近等基因系PA2364S与PA2864S表现出明显的育性温度反应差异。在14.0h长光照下,21℃处理二者都表现可育;在25℃处理PA2364S表现不育,而PA2864S表现为可育;在自然高温下都表现为不育。2.利用可育（21℃处理）与不育（高温处理）的PA2364S幼穗构建降解组文库,共获得111356条降解片段,与日本晴c DNA文库比对并结合靶基因预测软件共鉴定到342个mi RNA切割1799个靶基因,其中新发现的靶基因为742个。3.把降解组测序结果结合实验室前期小RNA测序以及转录组测序数据进行联合分析发现:穗分化第Ⅵ期中共有68个mi RNA-靶基因调控关系对,其中负调控关系的有37对;第Ⅶ期中共有75个mi RNA-靶基因调控关系对,其中负调控38对。对联合分析显着性差异靶基因GO与KEGG富集分析发现与育性相关的差异表达mi RNA-靶基因对,并按照靶基因的功能分为三类:mi R156a、mi R319a-3p.2-3p、mi R396a-5p、mi R5809等12个mi RNAs的靶基因与细胞分裂分化相关;mi R397a、mi R399a、mi R5488等11个mi RNAs的靶基因与次生代谢相关;mi R159a.1、mi R164a、mi R171i-3p等16个mi RNA的靶基因与植物激素相关。4.通过q PCR验证了筛选到的部分mi RNA及其靶基因在不同温度处理条件下PA2364S与PA2864S的表达差异,在21℃处理与高温处理条件下,PA2364S与PA2864S株系中育性相反的表达量上下调呈现出一致,最后验证在25℃条件下PA2364S与PA2864S株系间的表达量差异一致,推测mi R156a、mi R319a-3p.2-3p、mi R5488、mi R159a.1这些mi RNAs通过调控相应靶基因的表达可能与育性温度敏感性差异有关。本研究通过多组学数据的联合分析并在不育临界温度差异较大的近等基因系间验证初步筛选出可能与育性敏感性差异相关的mi RNAs并结合相应靶基因的功能构建温度影响细胞分裂分化、次生代谢产物积累转运与植物激素介导育性调控途径,为进一步探讨温度调控育性的机理提供了一些参考。本研究初步筛选出一批mi RNA与育性敏感性差异相关,还需经大量验证其作为不育系温度稳定性分子特征指标的可行性才具有应用价值。
余东[4]（2020）在《第三代杂交水稻ptc1普通核不育系种子繁殖体系构建及应用》文中研究说明水稻作为我国单产最高的粮食作物,是实现国内粮食基本自给、保证口粮绝对安全的重要基石。在不断提高水稻单产过程中杂种优势的利用发挥了重要作用,现阶段水稻杂种优势利用途径经历了以细胞质雄性不育为基础的第一代杂交稻技术和以环境敏感型核不育为基础的第二代杂交稻技术,目前正向以普通核不育为基础的第三代杂交稻育种技术迈进。普通核不育水稻具有育性稳定、不育彻底和易于配制强优势杂交组合的优点,是一种理想的杂种优势利用遗传工具,但其种子的批量繁殖问题长期制约了普通核不育系在生产上的应用。本文通过克隆普通核不育突变体的育性控制基因,利用育性控制基因及相关不育突变体构建不育系种子的批量繁殖技术体系,并利用基因编辑技术建立新型普通核不育系定向培育技术体系。在此基础之上,再利用繁殖和创制的新型不育系,通过广泛杂交测配选育强优势第三代杂交水稻组合。主要结果如下:1.从恢复系R299辐射诱变后代中鉴定一个无花粉型普通核不育突变体,并明确其育性控制基因为PTC1。遗传互补试验证明野生型PTC1基因能完全恢复ptc1突变体的育性,说明该基因及其突变体适合用于第三代杂交水稻不育系种子繁殖体系的构建。2.利用R299背景的ptc1普通核不育突变体和PTC1基因,结合胚乳荧光标记技术和转基因花粉失活技术分别构建了二基因遗传工程繁殖系和三基因遗传工程繁殖系,两种繁殖系都能满足普通核不育系种子的批量繁殖。分析繁殖系和不育系植株的不同混植比例对生产不育系种子产量和效率的影响,结果显示二基因繁殖系与不育系的最佳混植比例为3:7,三基因繁殖系与不育系的最佳混植比例为2:8,但从整体上分析三基因繁殖系的不育系种子繁殖产量和繁殖效率都要优于二基因繁殖系。3.利用一系列分子生物学技术对遗传工程繁殖系的分子特征进行安全评价,结果表明二基因繁殖系和三基因繁殖系的外源T-DNA区在水稻基因组上都能稳定遗传且外源T-DNA区的插入位点对繁殖系自身无不良影响;目的基因都在水稻预期的组织部位稳定表达,经生物信息学分析所表达的蛋白序列与已知的毒蛋白、过敏源和抗性营养因子无高度同源的氨基酸序列。上述结果从分子特征证明遗传工程繁殖系的转基因生物安全风险较低。4.根据PTC1基因序列设计靶位点构建了CRISPR/Cas9基因编辑载体,建立了快速定向培育了普通核不育系的技术体系。利用该定向培育技术获得了华占-SGMS和TFB-SGMS两个普通核不育系,两个不育系的柱头外露率都超过60%,满足不育系高异交结实率的要求。5.利用恢复系背景的299-SGMS和华占-SGMS的普通核不育系选育了5个第三代杂交水稻高产苗头组合,分别比对照天优华占增产5.98%-27.7%,证明“恢”变“不”是培育不育系的有效方式之一。同时,恢复系变不育系的成功经验也进一步表明普通核不育系不仅能打破“恢保”关系限制,而且也能打破“恢不”关系的限制。6.开发了一种无缝堆累的酶促组装技术,攻克了结构复杂、酶切位点较多的大分子DNA片段的克隆难题,利用该技术将7.09kb的育性恢复基因PTC1组装至载体,为遗传工程繁殖系的顺利构建奠定了基础。7.开发了CDL-PCR分离侧翼序列的方法,利用该方法精准高效地获得了繁殖系转基因插入位点,为繁殖系转基因生物安全评价提供了重要的分子证据。
甘丹阳[5]（2019）在《温敏核不育水稻育性相关基因的定位及功能分析》文中研究表明温敏核不育水稻在两系法水稻育种中有不可替代的地位,水稻雄性不育的相关研究是水稻育种工作者的一大热点方向。温敏核不育水稻的育性性状随外界温度变化而改变。当其处于幼穗分化的敏感时期,外界温度高于临界温度时,表现出不育性状;外界温度低于临界温度时,表现出可育性状。不育系HD9802S具有转育起点温度低,育性稳定（日均温23℃以下处理5天以上才会转育）等优点。以HD9802S为母本、固优12为父本杂交选育的HD9802-7S和HD9802-9S两个品系的转育起始温度高于HD9802S。我们预测这两个品系中存在与HD9802S有差异的微效基因调控它们的育性。本实验室在前期的研究中,用SSR分子标记等技术对HD9802S的不育基因定位,关注到位于2号染色体上的Os02g0221300基因和Os02g0221400基因。通过BSA重测序发现这一基因位于2号染色体上调控HD9802S育性的主效基因tms5附近。设计Os02g0221300基因干扰载体转化93-11,转化株全部表现可育性状,T1代分离出表现为不育性状的93-11子代。预测这一基因与水稻育性调控相关联。我们对此做出了研究,具体研究结果如下:1、构建HD9802-9S/R446F2群体、HD9802-9S/R144F2群体和广占63-4S/R66F2群体,群体大小为1000株。每个群体中随机选择100个不育单株和100个高度可育单株。分别抽提水稻基因组DNA构建三个群体的极端混池,共6个,和HD9802-9S、R446、R144、R66和广占63-4S五个亲本池,并对11个混池进行BSA重测序。2、BSA重测序结果显示,HD9802-9S/R446F2群体和HD9802-9S/R144F2群体的BSA重测序结果相同。当置信水平为95%时,与HD9802-9S不育性状相关的SNP突变定位于2号染色体的4590000～10180000区间和7号染色体的20540000～21240000区间。覆盖HD9802-9S 2号染色体上84个候选基因和7号染色体上4个候选基因。与广占63-4S不育性状相关的基因定位于2号染色体1840000～19480000区间内,覆盖广占63-4S 2号染色体上396个候选基因。当置信水平为99%时,与HD9802-9S不育性状相关的SNP突变定位于2号染色体的5130000～9950000区间和7号染色体的20580000～20730000区间。覆盖HD9802-9S 2号染色体上64个候选基因,7号染色体上没有候选基因。与广占63-4S不育性状相关的SNP突变定位于2号染色体1970000～19270000区间。覆盖广占63-4S 2号染色体上375个候选基因。3、在基因Os02g0221300的第一号外显子上设计两个靶位点,构建一个Os02g0221300 CRISPR-CAS9双靶点载体。分别转化粳稻日本晴和籼稻93-11,获得了29株日本晴阳性株,9株93-11阳性株。对所有阳性转化株的花粉育性进行镜检鉴定并统计,结果显示日本晴和93-11阳性株的花粉育性受到影响。对29株日本晴转化株产生的花粉鉴定并统计,其花粉可育率为0-80%,其中编号为12号和27号阳性株花粉可育率为0。12号阳性株的靶位点序列发生杂合突变,其第一靶位点的两条同源染色体突变为一条带缺失3个碱基,一条带66-89位缺失24个碱基;第二靶位点的两条同源染色体一条带缺失13个碱基,另一条带18bp片段被一个5bp片段替换。27号阳性株的靶位点序列发生杂合突变,一条同源染色体发生大片段缺失,另一条染色体为复杂突变测序结果无法解码。对日本晴转化株考种时发现,日本晴单株出现半不育或者不育。对3株93-11转化株的花粉育性鉴定并统计,其中两株的花粉可育率为60%左右,一株的花粉可与率在95%以上。对所有93-11转化株考种时发现,编号为6号和8号的阳性株表现为不育性状。其中6号阳性株靶位点为杂合突变,一条同源染色体发生大片段缺失,另一条同源染色体复杂突变测序结果无法解码。8号阳性株为纯合突变,靶序列发生180 bp的大片段缺失。编号为3的阳性株表现半不育（跳籽）性状,为杂合突变,一条同源染色体第一靶位点缺失3个碱基;第二靶位点复杂突变无法解码,另一条同源染色体发生大片段缺失。4、Os02g0221400基因是一个RNA基因,在基因5’端和3’端各有一个转录本,能够转录出一段长链非编码RNA。在Os02g0221400基因的5’端转录本上设计一段长为433bp的干扰片段构建Os02g0221400RNAi载体。分别转化籼稻93-11、粳稻日本晴和不育系HD9802S,获得了17株HD9802S阳性株;10株93-11阳性株和13株日本晴阳性株。对Os02g0221400RNAi载体阳性转化株的花粉育性鉴定及统计时发现,Os02g0221400基因的表达被干扰,日本晴和93-11的花粉可育率降低。对13株日本晴阳性株产生的花粉镜检,其花粉数量少且多为不育花粉,结实率由野生型的86.5%降低至20%～80%。对四株93-11转化株花粉镜检并统计发现其花粉可育率为45%～75%。在对所有93-11转化株考种时发现,编号为7的阳性株发生轻微跳籽,该阳性株的Os02g0221400基因表达量为93-11野生型的0.42229倍。编号为8、9、10的阳性株表现不育性状,其Os02g0221400基因的表达量分别为93-11野生型的0.44290倍,0.17184倍和0.13504倍。HD9802S转化株移栽至海南生长。由于HD9802S阳性株生长发育时期海南日均温持续高于HD9802S转育临界温度,所以HD9802S的阳性转化株都表现不育性状。
李冰[6]（2020）在《茄子温敏雄性不育系05ms的不育特性及候选基因的鉴定》文中认为茄子（Solanum melongena L.）是世界上重要的蔬菜作物之一,中国是最大生产国。茄子具有很强的杂种优势,目前是采用人工授粉方式生产一代杂交种。雄性不育系的利用为杂交制种提供了有效途径,省时省工、提高种子质量与纯度。雄性不育研究一直是生物学领域的热点之一,然而与其他蔬菜作物相比,茄子雄性不育研究较少,败育机理还不清楚,尤其对温敏雄性不育研究才刚起步。因此,发掘茄子优异雄性不育资源,探讨其败育机理,可提高雄性不育利用效率,加快育种进程,为杂种优势利用和分子辅助育种提供理论指导。本研究以温敏核不育类型的不育系05ms（即较低温度环境下不育,较高温度环境下可育）及其同源可育系S63为试材,在不育时期和可育时期,从细胞学、生理学、转录组和基因组等方面,分析不育系05ms的花药败育特征,揭示育性转换的温度响应机制,解析差异表达基因的主要调控途径,明确温敏雄性不育相关候选区间,鉴定温敏雄性不育候选基因。本文旨在阐明温敏雄性不育系05ms的花药败育机理,为茄子雄性不育利用提供新种质和新方法,也为茄科作物温敏雄性不育利用提供重要参考。主要研究结果如下:1.对不育系05ms和可育系S63花粉母细胞进行丙酸-铁-苏木精-水合三氯乙醛（PIHCH）染色观察,发现05ms花粉母细胞从减数分裂时期开始出现染色体异常,如散乱排列、粘连、不等分配等现象,最终不能形成正常四分体;石蜡切片观察发现花药壁中层细胞层数增加且排列紊乱,绒毡层细胞液泡化并延迟解体,最终花粉囊内只剩内含物的碎片;苯胺蓝染色观察发现四分体被胼胝质包围并发出强烈荧光,不能形成小孢子。而S63花粉母细胞和花药壁细胞均能正常发育,最终形成成熟花粉粒。2.生理指标测定结果表明,在不育时期,05ms叶片中叶绿素a、净光合速率、可溶性糖、可溶性蛋白质含量均显着低于S63,而ABA含量显着高于S63。花蕾中ABA含量在花粉母细胞时期、减数分裂期、小孢子时期和成熟花粉粒时期这4个时期中均为05ms显着高于S63,IAA含量除成熟花粉粒时期外均显着低于S63,可溶性糖和可溶性蛋白质含量在小孢子和成熟花粉粒时期均显着低于S63。在可育时期,05ms叶片中可溶性糖含量显着低于S63,但可溶性蛋白质含量显着高于S63;花蕾中05ms的ABA和可溶性糖含量在花药发育4个时期中均显着低于S63,而可溶性蛋白质含量在这4个时期中均显着高于S63,IAA含量在花粉母细胞及小孢子时期显着高于S63;在05ms花蕾中,ABA和ZR含量在花药发育4个时期均为不育时期显着高于可育时期,而IAA含量除成熟花粉粒时期外均为不育时期低于可育时期。3.RNA-seq结果表明,05ms在不育时期大部分基因下调表达;差异表达基因（DEGs）主要被富集到“植物激素信号转导”、“淀粉和蔗糖代谢”、“碳代谢”和“苯丙烷生物合成”等通路;转录因子中DEGs较多的基因家族为MYB、bHLH、AP2-EREBP和Trihelix;2个温敏雄性不育相关候选基因表达差异明显:“植物激素信号转导”通路中的IAA4基因（Sme2.505719.1g00012.1）,低温下高表达（104.32）,高温下低表达（54.39）;“苯丙烷生物合成”通路中4CLL1基因（Sme2.500368.1g00010.1）,低温下低表达（1.46）,高温下高表达（648.21）。4.以05ms和S63杂交F2后代分离群体为试材构建不育池和可育池,进行BSA-seq测序分析,筛选出与温敏核雄性不育相关的候选区间30个,与温敏雄性不育相关的候选SNP和InDel多态性位点26个;结合转录组数据,发现3个与温敏雄性不育相关的关键候选基因:编码小分子量热激蛋白（sHSP）的基因Sme2.501314.1g00006.1,该基因第1内含子区的InDel缺失1个碱基A,在05ms和S63中都为低温高表达,高温低表达;编码甘油三磷酸酰基转移酶（GPAT）的基因Sme2.505759.1g00003.1,该基因下游区域SNP突变C>T,在05ms中为低温高表达,高温低表达,而在S63中表达量正好相反;编码络蛋白激酶（CKI）的基因Sme2.510056.1g00002.1,该基因下游InDel插入3个碱基ACA,在05ms中为低温高表达,高温低表达,而在S63中表达量无显着差异,但比05ms高出大约7倍。本研究通过细胞观察、物质含量测定、RNA-seq和BSA-seq等方法,分析了不育条件下05ms的花药败育特征,揭示了育性转换的温度响应机制,解析了差异表达基因的主要调控途径,鉴定了温敏雄性不育候选基因,为揭示茄子温敏雄性不育机理和促进杂种优势利用提供了理论依据。
赵林[7]（2017）在《水稻空间诱变新不育系航17S的特征特性及育种利用研究》文中研究指明水稻优良不育系的选育是提高两系杂交水稻杂种优势、稻米品质的关键因素之一。航17S是通过空间诱变技术,将培矮64S干种子搭载2006年9月我国发射的“实践八号”农业卫星,经过地面种植和跟踪、定向筛选、不育起点温度加压选择,最终选育到具有低直链淀粉含量（AC）、低不育起点温度的不育株系。本研究以培矮64S为对照,对航17S主要农艺性状、开花习性、生育特性、不育起点温度、稻米品质等方面进行研究,并对其所配组合的杂种优势与配合力等进行了分析。主要结果如下:1.除剑叶宽以外,航17S主要农艺性状与原种培矮64S接近,株型集散适中,茎秆较粗,主茎总叶片数较少、出叶迅速,分蘖能力强,穗粒数适中,符合水稻两用核不育系农艺性状的选育标准。2.航17S总体异交特性好,开花历期长,盛花期集中,午前花率高,在安排花期时选择空间大;另外其柱头外露率高,尤其是双边外露率较高,有利于接受外来花粉,提高杂交制种的质量与产量。3.通过对航17S与原种培矮64S的微卫星多态性分析可知,原种在DNA水平上对空间环境不敏感,不容易造成基因位点的突变;Wx复等位基因序列分析表明表明航17S的低AC值主要受主效基因Wx的影响,具体原因为Wx基因第一内含子5’端剪切处第一个碱基G→T突变与第一内含子剪切位点上游55bp处（CT）n重复数为18引起。4.航17S的不育起点温度经过加压选择之后,经测定在23℃以下,符合部颁标准;航17S播始历期变异系数最大,有效积温变异系数最小,有效积温稳定,说明航17S为感光性弱、感温性强的温敏型不育系,同时其育性稳定、可繁性好,是优良的两系不育系。5.航17S所配组合超亲、对照优势（包括对应条件下培矮64S所配组合）明显,主要表现在单株产量、有效穗数、千粒重、株高这4个性状上。6.航17S在单株产量、有效穗数、结实率、株高、千粒重等农艺性状上具有较高的一般配合力（GCA）,其所配组合航17S/1H1124与航17S/航恢1179是综合性状理想的杂交组合。7.产量与其他农艺性状的简单相关分析表明有效穗数、每穗总粒数、结实率与单株产量极显着正相关,千粒重不显着;进一步通径分析表明,单株产量与4个产量构成因素的直接通径系数均达到了极显着水平,直接影响中有效穗数与每穗总粒数的作用最为明显,千粒重对有效穗数与每穗总粒数的间接影响很大。8.稻米品质分析表明航17S所配组合在碾米品质上表现优良,外观、蒸煮食味品质则由于垩白度偏高、AC值偏低导致整体上达不到国家优质米标准,这是两系法杂交水稻米质方面面临的一个主要难题。本研究表明:通过空间诱变选育的新型不育系航17S农艺性状优良、异交特性好、不育起点温度低、直链淀粉含量低,其所配组合杂种优势强、配合力良好,产量高,在米质上也有巨大的应用提升空间。随着航17S在育种实践上的逐步应用,将为我省杂交水稻育种写下浓重的一笔,同时利用空间诱变技术选育新型不育系,将不断丰富不育系的遗传背景,为两系杂交水稻育种指引明路。
李月灵[8]（2017）在《水稻花粉壁发育相关基因OsACOS12和温敏核不育基因的克隆与功能分析》文中进行了进一步梳理雄性不育为农业生产上异花授粉供了极大的便利,控制相关作物的雄性生殖发育对农业生产育种至关重要。水稻（Oryza sativa L.）是全球最重要的粮食作物之一,在我国有着丰富的稻种资源。“三系法”和“两系法”杂交水稻的大规模应用表明水稻的生殖发育与粮食产量有着密切的关系。水稻雄性不育材料为杂种优势利用供了重要途径和种质资源。为了深入研究水稻生殖发育过程的内部发育机理以及外在作用机制,我们对水稻雄性不育突变体osacos12和温敏核不育系突变体tms18进行了细致观察与分析。通过Tilling技术、图位克隆和基因组测序等技术分离得到了OsACOS12和TMS18基因,并对其生物学功能进行了研究分析。主要结果如下:1.在拟南芥中脂酰辅酶A合成酶（ACOS5）参与到孢粉素前体合成的脂肪酸代谢过程,对花粉外壁形成中具有重要作用。在本论文中,我们从水稻克隆得到了一个ACOS5的直系同源基因OsACOS12（LOC＿04g24530）,在氨基酸序列具有63.9%的同源性。osacos12突变体在生殖生长期的花药皱缩变小,无成熟花粉产生,最终导致雄性不育。该突变体表型是由第4号染色体OsACOS12基因上A到T的终止突变引起的。细胞学观察发现,osacos12突变体花粉完全败育,花粉外壁缺失,花药的外表皮呈现出光滑无网状结构,花药内表皮的球状体不能正常形成。进一步GC-MS分析表明,突变体的花药蜡质层的脂肪酸含量显着下降,且蜡质层的总物质含量下降了42.6%。说明OsACOS12基因在水稻中不仅影响花粉外壁的形成还在花药外壁发育有一定作用。原位杂交和RT-PCR表明OsACOS12的转录本主要在花药绒毡层细胞和小孢子中特异性表达。在蛋白水平上,OsACOS12融合标签GFP荧光主要也于绒毡层细胞中表达,后期分泌到药室中,但在小孢子中没有相应信号出现。同源基因的功能互补实验表明,在拟南芥acos5突变体中表达OsACOS12可以部分互补acos5缺陷表型,但将苔藓植物的直系同源基因Pp ACOS6在拟南芥acos5突变体中表达却不能恢复育性,表明该基因的功能在被子植物中相对保守。此外将OsACOS12和Pp ACOS6启动子驱动ACOS5基因在acos5突变体中表达也可部分互补上acos5缺陷表型,但花粉外壁存在着一定缺陷。用OsACOS12启动子表达OsACOS12基因时acos5突变体植株仍为雄性不育。进一步实验表明OsACOS12在转录因子gamyb和tdr突变体中显着下调,且体外EMSA试验也证明这两个转录因子均能结合在该基因的启动子上。而在拟南芥中ACOS5基因主要受到其它转录因子调控,这些结果表明该基因的启动子序列在不同物种中相对保守,而水稻与拟南芥在孢粉素合成通路中的转录调控存在一定差异性。2.光温敏核不育系是两系法杂交稻的基础与核心。本文另一个工作利用化学试剂甲基磺酸乙酯（EMS）对水稻中花11野生型进行诱变处理构建突变体库。从突变体库中,我们筛选得到了温敏核不育突变体tms18,该突变体在营养生长期表现正常。在生殖生长阶段高温（>28℃）处理下,tms18突变体为雄性不育,在低温（20-24℃）环境下植株育性表现正常。扫电镜观察发现在高温下tms18突变体花粉为破裂且干瘪,在低温处理下可正常形成花粉。而花药表面的网状结构在不同温度下均未受到影响。对花粉外壁的结构进一步分析发现,高温下花粉外壁第二层结构存在明显变薄且断裂的现象,而低温处理下外壁断裂现象得以恢复。说明tms18突变体育性对不同温度的敏感性与花粉外壁第二层结构有关。遗传分析表明tms18光温敏核不育为单基因隐性遗传,与目前生产应用的光温敏核不育系均非相同位点。通过图位克隆和基因组测序发现该温敏核不育系突变体表型是由第10号染色体上的TMS18基因单碱基突变（甘氨酸→丝氨酸）引起的。TMS18基因编码葡萄糖-甲醇-胆碱氧化还原酶,单碱基突变发生在保守的ADP结合区域。该基因仅在水稻花药组织中表达,且于陆生植物中普遍存在。研究表明tms18作为一个新的温敏核不育系,其育性敏感期主要是在花粉母细胞减数分裂以后,这与目前报道的光温敏材料不同,具有一定的应用价值。
于亚辉[9]（2014）在《北方粳型光温敏核不育系育性转换及杂种优势的研究》文中指出我国两系杂交水稻的配组成功是水稻杂种优势利用的又一重大创举,现已经大面积推广,取得令人瞩目的成就。但在北方怎样选育育性表达稳定的粳型光温敏核不育系及如何获得更高的杂种优势一直困扰育种工作者,这也大大限制了两系杂交水稻在北方的发展。为了进一步阐明北方粳型光温敏核不育系育性转换特性及杂种优势,本文利用北方粳型光温敏核不育系G317S、G321S、G326S和GB028S为试材,以“叶枕距法”标记育性转换时期,并在此基础上研究不同温度、光照及生态条件下粳型光温敏核不育系育性转换特性。同时利用北方粳型核心光温敏核不育系GB028S与籼粳交重组自交系（秋光×七山占）构建杂种F1群体,研究株高、剑叶长宽、产量及构成因素的杂种优势,为北方粳型两系杂交水稻育种提供理论依据。研究结果表明：1.当剑叶叶枕距众数为0cm时将粳型光温敏核不育系G317S、G321S和G326S 20℃处理3d,3个粳型光温敏核不育系平均花粉不育度为50.06%,平均自交结实率为60.42%。剑叶叶枕距-4-4cm育性恢复,花粉不育度呈U型曲线分布,在剑叶叶枕距-0.5-0.5cm处花粉不育度最低。各穗位在剑叶叶枕距+3cm和±4cm处花粉不育度相近,在剑叶叶枕距-2-2cm处表现为穗上部<穗中部<穗下部。2.利用不同低温、光照时长及光温组合研究粳型光温敏核不育系育性转换的结果,14.5h日长和20℃低温对GB028S处理1d、3d、5d、7d,各处理抽穗期滞后2-8d；1d和3d处理GB028S花粉不育度大于99.5%,没有发生育性转换：5d和7d处理GB028S花粉不育度为98.33%和94.33%,自交结实率为2.64%和5.04%,育性恢复。GB028S的临界温度接近20℃,其低温敏感时期为剑叶叶枕距-3-1cm。在日均温25℃不同光照时长条件下11.5h和12.5h处理育性恢复,13.5h和14.5h处理育性没有恢复。在本研究10个光温组合处理中,11.5h/24℃处理有利于不育系的育性恢复,并获得较高的自交结实率,适合不育系自身繁殖。3.不同生态区域（辽宁盘锦、海南三亚和陵水）条件下粳型光温敏核不育系的育性表现不同。在辽宁盘锦水稻生长发育时段具有长日照（15 h）和高温（25℃）条件,不育系表现不育,通过配组恢复系,可以组配两系杂交水稻。而不育系在海南三亚和陵水冬季短日照（11-12 h）和较低温度（22-23℃）条件下能进行自我繁殖。4.粳型两系杂交水稻的杂种优势研究表明,杂种F1群体的产量构成因素中穗数、千粒重具有中亲优势,穗粒数具有高亲优势,结实率具有中亲优势。因此,杂种F1在单株产量上表现杂种优势较强。单株产量的杂种优势与穗数、穗粒数、结实率的杂种优势存在极显着正相关,而与千粒重的杂种优势相关分析不显着。杂种优势利用遗传分析表明,在杂种F1群体中检测到关于产量和相关性状的QTLsl6个,其中5个QILs在RIL和F1群体中被重复检测到,5个QTLs在产量杂种优势表现为加性效应。66.75%的QTLs位点没有在RIL检测到,表现为显性效应。第1染色体RM259-RM449聚集了9个产量杂种优势相关QTLs,该区间内基因位点可能是形成产量杂种优势的重要遗传基础。据此认为现阶段北方粳型两系杂交水稻的杂种优势是以显性效应为主,加性效应为辅。5.利用程氏指数法及分子标记法的偏粳系数在群体籼粳分类上具有较高的一致性。亲本籼粳成分与杂种优势关系的研究表明,父本RIL程氏指数与F1单株产量及其杂种优势相关不显着。RIL的偏粳系数与单株产量及其杂种优势存在二次曲线关系,达极显着和显着相关水平。F1单株产量在偏粳系数0.55-0.70区间内出现高峰区,杂种优势在偏粳系数0.50-0.65区间内出现高峰区。说明就粳型光温敏核不育系GB028S（Chi:20.5, Dj:0.875）而言,当父本偏粳系数为0.55-0.65时有形成较高产量及杂种优势的潜力。Chrl和Chr12的籼粳成分与F1产量及杂种优势关系密切。双亲的遗传距离与F1产量和相关性状及杂种优势没有明显的关系。
韦宇[10]（2009）在《4个短光低温雄性核不育水稻的应用基础研究》文中研究指明短光低温敏感型核不育水稻是一种与长光高温敏感型核不育水稻育性转换特性相反的新种质,它具有短光低温不育,长光高温可育的特点。本研究以华中农业大学新培育的4个短光低温雄性核不育系华131s、华133S、华134S和华135S为研究对象,并以短光敏不育系D38S为对照,在武汉和海南自然条件下观察各个不育系的基本生育特性、主要农艺性状和育性表现,并对其育性转换光温特性、遗传基础进行研究和探讨;将5个不育系分别与两组恢复系按不完全双列杂交配置杂交组合,分别于2007年和2008年在海南和武汉种植,考察F1的主要农艺性状以及稻米品质性状,进行配合力分析;同时用华133S与86个恢复系配组。其目的是为新培育的4个不育系进一步应用提供科学依据,并在配合力分析和组合测配中筛选强优势组合。主要研究结果如下:1、4个不育系在武汉7月～10月上旬基本都为可育,华133S的平均自然结实率为32%,其余3个不育系都达到56%以上,在武汉可稳定繁殖。2、4个不育系在海南周年的育性转换总趋势为不育—可育—不育,各不育系的不育期长度不同。正常年份华131S的不育期少于30d,华133S为106d,华134S为85d,华135S在60d左右。除华131S有点风险外,其余3个通过合理安排播期都可以安全制种。3、4个不育系的育性对温度的敏感时期都为抽穗前5～25d,但它们的育性转换临界温度有差异。华131S的育性转换临界温度＜23.5℃;华133S的育性转换临界温度为25.5℃～25.9℃;华134S的育性转换临界温度约为25.5℃;华135S的育性转换临界温度为＜24.9℃。4、在武汉自然长日高温下,对4个不育系进行人工短光照处理,可以诱导育性显着降低。表明4个不育系都具有短光诱导不育,长光诱导可育的特性,低温能加强短光不育性,高温则阻碍短光不育性。并据此初步推测华133S的临界不育光长＞13h,华131S和华135S的不育临界光长介于11.5h和12.5h之间,华134S尚待进一步研究。5、华133S的育性属于隐性遗传,由核基因控制,其大多数F2和BC1F1群体的育性分离比例都比较符合2对基因的模式,但存在微效基因的修饰作用。6、在本研究中,大多数性状的一般配合力和特殊配合力方差都达到显着或极显着水平,说明多数性状的基因加性作用效应和非加性作用效应都起了重要作用;并且亲本的一般配合力方差均大于特殊配合力方差,说明大多数性状都以基因的加性效应为主;亲本各性状的一般配合力效应和组合的特殊配合力效应没有明显的对应关系。通过两组配合力分析发现,华131S在单穗总粒数和单株产量上一般配合力效应较高;华133S在千粒重、糙米率上的一般配合力效应较高;华134S在单穗总粒数、单穗实粒数和整精米率上的一般配合力效应较高;D38S在千粒重、长宽比上的一般配合力效应最高,在垩白粒率和垩白度上一般配合力效应最低。7、通过配合力分析和测评,初步筛选了华133S/华抗394和华133S/C60448两个强优势杂交组合。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 文献综述 |
| 1 杂交水稻育种技术 |
| 1.1 基于细胞质不育的三系杂交水稻系统 |
| 1.1.1 水稻细胞质不育系的发现与类型 |
| 1.1.2 CMS不育与育性恢复的分子机理 |
| 1.2 基于水稻光温敏核不育的两系杂交水稻系统 |
| 1.2.1 水稻光温敏核不育的类型 |
| 1.2.2 光温敏核不育基因的遗传定位与克隆 |
| 1.2.3 光温敏核不育的分子遗传机制 |
| 2 水稻杂种不育 |
| 2.1 水稻杂种雄性不育基因的克隆及其机理 |
| 2.2 水稻杂种雌性不育基因的克隆及其机理 |
| 3 本研究的目的和意义 |
| 第二章 雁农S低温敏核不育基因的遗传分析、精细定位与克隆 |
| 引言 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 主要试剂 |
| 1.3 主要仪器 |
| 1.4 试验方法 |
| 1.4.1 F_2分离群体构建与种植 |
| 1.4.2 花粉I_2-KI染色镜检 |
| 1.4.3 水稻DNA提取 |
| 1.4.4 SSR标记PCR扩增 |
| 1.4.5 聚丙烯酰胺凝胶(PAGE)电泳 |
| 1.4.6 琼脂糖凝胶电泳 |
| 1.4.7 BSA法遗传连锁作图 |
| 1.4.8 近等基因系分离群体构建 |
| 1.4.9 目标基因精细定位 |
| 1.4.10 小穗总RNA提取与转录组测序 |
| 1.4.11 rtms6候选基因预测、克隆与互补载体构建 |
| 1.4.12 遗传互补验证 |
| 2 结果 |
| 2.1 YnS低温敏雄性不育性状的表型分析 |
| 2.2 YnS低温敏核不育性状的遗传分析与初步定位 |
| 2.3 rtms6和rtms10的精细定位与候选基因预测 |
| 2.4 rtms6的克隆与互补验证 |
| 2.5 rtms10的精细定位与候选基因预测 |
| 2.6 低温敏不育性状的细胞学分析 |
| 3 讨论 |
| 第三章 低温敏不育基因rtms6和rtms10介导的水稻杂合雄性不育的遗传分析 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 主要试剂 |
| 1.3 主要仪器 |
| 1.4 试验方法 |
| 1.4.1 材料种植 |
| 1.4.2 人工气候室处理试验 |
| 1.4.3 回交群体构建 |
| 1.4.4 DNA提取与PCR扩增 |
| 1.4.5 花粉离体萌发试验 |
| 1.4.6 花粉体内萌发试验 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 HMS的表型观察与分析 |
| 2.2 HMS的遗传分析 |
| 3 讨论 |
| 第四章 水稻杂合雄性核不育系的分子选育及其配组分析 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 主要试剂和主要仪器 |
| 1.3 试验方法 |
| 1.3.1 1892F背景反温敏不育系1892RS(reverse TMS, RS)及杂合雄性不育系1892HS(heterozygous male sterile line, HS)的构建 |
| 1.3.2 杂合雄性不育系1892HS的测配 |
| 1.3.3 材料种植 |
| 1.3.4 rtms10~(1892F)等位型连锁标记开发 |
| 1.3.5 DNA提取、PCR扩增及电泳分析 |
| 1.3.6 表型观察与主要农艺性状考察 |
| 1.3.7 直链淀粉含量(AAC值)和胶稠度(GC值)测定 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 rtms10~(1892F)等位型连锁标记开发 |
| 2.2 反温敏核不育系1892RS及杂合不育系1892HS的选育 |
| 2.3 1892HS的配组分析 |
| 3 讨论 |
| 第五章 全文结论和展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简介 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 水稻光温敏核不育系的研究进展 |
| 1.2.1 水稻光温敏不育系的发现与育性转换特性研究 |
| 1.2.2 水稻光温敏核不育系不育基因的定位与克隆 |
| 1.2.3 水稻光温敏雄性不育基因的分子机理研究 |
| 1.2.3.1 水稻光敏不育基因克隆与调控机理 |
| 1.2.3.2 水稻温敏不育基因的克隆与调控机理 |
| 1.2.4 其他类型的光温敏不育基因的分子机制 |
| 1.3 水稻稻瘟病研究进展 |
| 1.3.1 稻瘟病菌的生理小种鉴别体系的建立 |
| 1.3.2 水稻稻瘟病抗性基因的研究进展 |
| 1.4 水稻白叶枯病研究进展 |
| 1.4.1 白叶枯病发生的基本概况 |
| 1.4.2 水稻白叶枯病抗性基因的研究进展 |
| 1.5 水稻褐飞虱的研究进展 |
| 1.5.1 褐飞虱的生物型研究 |
| 1.5.2 水稻抗褐飞虱基因的研究进展 |
| 1.5.2.1 褐飞虱抗性资源概况与抗性基因的定位和克隆 |
| 1.5.2.2 褐飞虱抗性基因的功能及分子机制研究 |
| 1.6 水稻抗病虫基因聚合育种的研究进展 |
| 1.6.1 同类抗性基因的聚合育种研究 |
| 1.6.2 不同类抗性基因的聚合育种研究 |
| 1.7 全基因组选择策略及其在水稻遗传改良中的应用 |
| 1.7.1 全基因组背景分子选择策略 |
| 1.7.2 全基因组背景选择在水稻育种中的应用 |
| 1.8 本研究的目的与意义 |
| 第二章 分子标记选择改良丰39S的稻瘟病抗性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料与方法 |
| 2.2.1 供试水稻材料 |
| 2.2.2 回交和分子标记选择的技术路线 |
| 2.2.3 用于目标基因和背景选择的分子标记 |
| 2.2.4 DNA提取、PCR扩增和检测 |
| 2.2.5 稻瘟病抗性鉴定 |
| 2.2.6 人工气候箱育性转换特性鉴定 |
| 2.2.7 武汉自然条件下的花粉育性动态观察 |
| 2.2.8 生育特性观察、主要农艺性状考察和稻米品质分析 |
| 2.2.9 开花习性观察 |
| 2.2.10 组合测配及杂交组合的优势鉴定 |
| 2.2.11 数据分析与计算 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 受体亲本丰39S与供体亲本华1201S的遗传背景多态性分析 |
| 2.3.2 抗稻瘟病新不育系株系的选育过程 |
| 2.3.3 稻瘟病抗性鉴定结果 |
| 2.3.3.1 新不育系株系的稻瘟病自然诱发鉴定结果 |
| 2.3.3.2 新不育系株系所配杂交组合的稻瘟病自然诱发鉴定结果 |
| 2.3.3.3 新不育系株系和所配杂交组合的稻瘟病人工接种鉴定结果 |
| 2.3.4 新不育系株系的育性转换特性鉴定结果 |
| 2.3.4.1 人工气候箱不同温度处理条件下的育性表现 |
| 2.3.4.2 武汉田间自然条件下的育性表现 |
| 2.3.5 新不育系株系的主要农艺性状和稻米品质表现 |
| 2.3.6 新不育系株系所配杂交组合的产量及主要农艺性状表现 |
| 2.3.6.1 改良不育系所配杂交组合在海南的产量及主要农艺性状表现 |
| 2.3.6.2 改良不育系所配杂交组合在湖北5 个试验点的产量及主要农艺性状表现 |
| 2.3.7 新不育系株系所配杂交组合的稻米品质表现 |
| 2.3.7.1 改良不育系所配杂交组合在海南的稻米品质表现 |
| 2.3.7.2 改良不育系所配杂交组合在湖北5 个试验点的综合稻米品质表现 |
| 2.4 讨论 |
| 2.4.1 背景选择能显着提高回交育种的选择效率 |
| 2.4.2 育种芯片能有效用于背景分析和指导定向改良 |
| 2.4.3 新不育系及其所配组合的应用前景探讨 |
| 第三章 全基因组背景分子选择改良丰39S的稻瘟病、白叶枯病及褐飞虱抗性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验材料与方法 |
| 3.2.1 试验水稻材料 |
| 3.2.2 供试的水稻白叶枯病菌株 |
| 3.2.3 供试的褐飞虱来源 |
| 3.2.4 目标基因的正向及负向选择标记的筛选 |
| 3.2.5 用于遗传背景选择的SNP育种芯片 |
| 3.2.6 单基因系创建和基因聚合的技术路线 |
| 3.2.7 白叶枯病抗性鉴定 |
| 3.2.8 褐飞虱抗性鉴定 |
| 3.2.8.1 苗期抗性鉴定 |
| 3.2.8.2 成株期抗性鉴定 |
| 3.2.9 一般配合力分析 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 目标抗性基因的正向选择和负向选择标记的筛选 |
| 3.3.2 用于单基因系创建的背景选择的SSR标记筛选 |
| 3.3.3 基于SNP育种芯片的亲本间多态性分析 |
| 3.3.4 Pi2 单基因导入系的创建 |
| 3.3.5 Xa7 单基因导入系的创建 |
| 3.3.6 Xa23、Bph14和Bph15 单基因导入系的创建 |
| 3.3.7 多基因聚合系的创建 |
| 3.3.8 基于重测序的遗传背景分析 |
| 3.3.9 创建的导入系及其所配组合抗性鉴定结果 |
| 3.3.9.1 稻瘟病抗性鉴定结果 |
| 3.3.9.2 白叶枯病抗性鉴定结果 |
| 3.3.9.3 褐飞虱抗性结果 |
| 3.3.10 创建的导入系的育性转换特性鉴定结果 |
| 3.3.11 创建的导入系的主要农艺性状表现 |
| 3.3.12 创建的导入系的稻米品质分析结果 |
| 3.3.13 多基因聚合系所配杂交组合的产量、主要农艺性状和稻米品质表现 |
| 3.4 讨论 |
| 3.4.1 全基因组背景分子选择技术是实现精准育种的有效方法 |
| 3.4.2 基于SNP育种芯片的背景检测能实现目标基因的高效导入 |
| 3.4.3 水稻光温敏核不育系改良策略的若干探讨 |
| 3.4.4 导入的抗性基因对主要农艺性状的影响 |
| 3.4.5 多基因聚合株系的应用前景 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录1 人工气候箱育性鉴定的光温参数设置条件 |
| 附录2 2017-2020 年稻瘟病人工接种抗性鉴定结果 |
| 附录3 Xa23、Bph14和Bph15 单基因导入系的具体创建过程 |
| 作者简介 |
| 在读期间的研究成果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 1 前言 |
| 1.1 作物两系法杂种优势利用技术及应用 |
| 1.1.1 作物两系法杂种优势利用途径 |
| 1.1.2 两系法杂交水稻与光温敏核不育系 |
| 1.1.3 两系杂交水稻应用中存在的不育系温度稳定性问题 |
| 1.2 光温敏核不育的育性转换研究进展 |
| 1.2.1 光温敏核不育水稻的类型 |
| 1.2.2 育性转换温度敏感期 |
| 1.2.3 不育临界温度性状的遗传特性 |
| 1.2.4 不育临界温度不同的培矮64S近等基因系 |
| 1.2.5 育性温度反应的基因定位与克隆 |
| 1.3 miRNA与光温敏核不育水稻育性转换研究进展 |
| 1.3.1 miRNA及其功能 |
| 1.3.2 miRNA研究技术:靶基因验证技术 |
| 1.3.3 miRNA与花器官发育调节 |
| 1.3.4 miRNA参与温度的响应 |
| 1.3.5 光温敏雄性不育水稻育性与小RNA调控 |
| 1.4 本研究的目的与意义 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 技术路线 |
| 2.3 材料种植 |
| 2.4 材料温度处理 |
| 2.5 取样方法 |
| 2.6 育性测定 |
| 2.7 总RNA的提取 |
| 2.8 降解组文库构建以及测序结果分析 |
| 2.8.1 RNA的分离、纯化和质控 |
| 2.8.2 cDNA文库制备与测序 |
| 2.8.3 降解组测序结果分析 |
| 2.9 反转录及PCR检测 |
| 2.9.1 miRNA的反转录 |
| 2.9.2 RNA的反转录 |
| 2.10 荧光定量PCR测定 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 不同温度处理下的花粉育性 |
| 3.2 不同温度处理下miRNA降解组差异分析 |
| 3.2.1 降解组数据概括 |
| 3.2.2 miRNA降解位点鉴定 |
| 3.2.3 miRNA降解片段的功能注释分析 |
| 3.3 转录组、小RNA以及降解组联合分析 |
| 3.3.1 联合分析结果基本分析 |
| 3.3.2 与细胞分裂分化相关miRNA以及对应靶基因 |
| 3.3.3 与次生代谢相关的miRNA及其靶基因 |
| 3.3.4 与植物激素相关的miRNA及其靶基因 |
| 3.4 差异mi RNA及其靶基因PCR验证 |
| 4 讨论 |
| 4.1 降解组测序以及多组学联合分析 |
| 4.2 关键miRNA及其靶基因与育性的关系 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 细胞质雄性不育与第一代杂交水稻 |
| 1.1.1 野败型细胞质雄性不育(WA-CMS) |
| 1.1.2 包台型细胞质雄性不育(BT-CMS) |
| 1.1.3 红莲型细胞质雄性不育(HL-CMS) |
| 1.1.4 其他细胞质雄性不育类型 |
| 1.1.5 细胞质雄性不育系的应用情况与局限性 |
| 1.2 环境敏感型雄性核不育与第二代杂交水稻 |
| 1.2.1 光周期敏感型雄性核不育(PGMS) |
| 1.2.2 温度敏感型雄性核不育(TGMS) |
| 1.2.3 湿度敏感型不育(HGMS) |
| 1.2.4 环境敏感型雄性不育系的应用情况与局限性 |
| 1.3 普通雄性核不育与第三代杂交水稻 |
| 1.3.1 水稻普通核不育基因克隆及功能研究 |
| 1.3.2 普通核不育水稻繁殖方式 |
| 1.4 无融合生殖与新一代杂交水稻 |
| 1.5 本研究的目的和意义 |
| 第2章 水稻PTC1普通核不育突变体的鉴定与基因克隆 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 试验材料及种植 |
| 2.2.2 育性和农艺性状调查 |
| 2.2.3 总DNA提取 |
| 2.2.4 分子标记扩增与聚丙烯酰胺凝胶电泳 |
| 2.2.5 分子标记遗传连锁分析与基因定位 |
| 2.2.6 候选基因筛查与测序 |
| 2.2.7 候选基因遗传互补验证 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 突变体YM237的雄性不育表型特征 |
| 2.3.2 突变体YM237的主要农艺性状与遗传分析 |
| 2.3.3 普通核不育基因分子标记遗传连锁分析与定位 |
| 2.3.4 普通核不育性状候选基因分析与测序验证 |
| 2.3.5 PTC1基因遗传互补载体构建 |
| 2.3.6 遗传互补试验结果 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 水稻PTC1遗传工程繁殖系的构建 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 目的基因 |
| 3.2.2 载体构建与遗传转化方法 |
| 3.2.3 候选遗传工程繁殖系筛选 |
| 3.2.4 Southern blot鉴定外源T-DNA拷贝数 |
| 3.2.5 外源T-DNA数字PCR分析 |
| 3.2.6 遗传工程繁殖系繁殖不育系种子的效率分析方法 |
| 3.2.7 转基因成分检测方法 |
| 3.2.8 遗传工程繁殖系外源基因遗传稳定性评价方法 |
| 3.2.9 遗传工程繁殖系外源T-DNA插入位点分析方法 |
| 3.2.10 遗传工程繁殖系外源基因RT-PCR检测 |
| 3.2.11 转基因花粉失活效率评价方法 |
| 3.2.12 外源基因表达蛋白的毒性、过敏原与抗性因子生物信息学分析方法 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 遗传工程繁殖系构建与鉴定 |
| 3.3.2 普通核不育系种子的繁殖效率分析 |
| 3.3.3 普通核不育系种子转基因成分检测 |
| 3.3.4 遗传工程繁殖系转基因生物安全评价 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 不育系定向培育与第三代杂交水稻组合选育 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 受体材料及恢复系 |
| 4.2.2 CRISPR/Cas9基因编辑技术 |
| 4.2.3 杂交测配与测产 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 PTC1基因编辑载体构建 |
| 4.3.2 不育系定向培育与筛选 |
| 4.3.3 第三代杂交水稻组合测配和苗头组合选育 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 全文总结与讨论 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.1.1 成功构建了水稻ptc1普通核不育种子的批量繁殖体系 |
| 5.1.2 建立了定向快速培育ptc1普通核不育系的技术体系 |
| 5.1.3 利用ptc1普通核不育系选育了第三代杂交水稻高产苗头组合 |
| 5.2 全文讨论 |
| 5.2.1 控制绒毡层降解的PTC1同源基因适宜于作物普通核不育系的构建 |
| 5.2.2 水稻ptc1普通核不育系与智能不育系异同 |
| 5.2.3 水稻 ptc1 普通核不育系进一步打破了不育系遗传背景的限制 |
| 5.3 本研究主要创新与亮点 |
| 5.4 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 博士期间获得的主要成果 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 :绪论 |
| 1.1 环境敏感型不育系(EGMS)水稻的发现及应用 |
| 1.1.1 光敏不育系(PGMS)水稻 |
| 1.1.2 温敏核不育系(TGMS)水稻 |
| 1.2 环境敏感不育系水稻的不育基因的定位 |
| 1.2.1 光敏不育基因的定位 |
| 1.2.2 温敏核不育基因的定位 |
| 1.3 群体分离分析(BSA)技术的概念及应用 |
| 1.3.1 BSA技术的概念 |
| 1.3.2 BSA技术的群体设置 |
| 1.3.3 BSA技术的应用 |
| 1.4 CRISPR-CAS9 技术的原理及应用 |
| 1.4.1 CRISPR-CAS9 技术的原理 |
| 1.4.2 CRISPR-CAS9 技术的特点 |
| 1.4.3 CRISPR-CAS9 技术的应用 |
| 1.5 RNAi技术的原理及应用 |
| 1.5.1 RNAi技术的原理 |
| 1.5.2 RNAi技术的特点 |
| 1.5.3 RNAi技术的应用 |
| 1.6 研究的目的和意义 |
| 1.6.1 Os02g0221300的定位与选择 |
| 1.6.2 Os02g0221400的定位与选择 |
| 1.6.3 研究的意义 |
| 第二章 :用BSA重测序技术定位水稻育性相关基因 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 植物材料 |
| 2.1.2 实验试剂 |
| 2.1.3 实验仪器及耗材 |
| 2.1.4 田间试验 |
| 2.1.5 田间材料花粉育性鉴定 |
| 2.1.6 BSA混池的设置及制备 |
| 2.2 BSA重测序结果分析 |
| 2.2.1 BSA重测序结果 |
| 2.2.2 目标基因的选择 |
| 第三章 :Os02g0221300和Os02g0221400 基因功能探究 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 水稻材料 |
| 3.1.2 菌种及载体 |
| 3.1.3 实验试剂与仪器 |
| 3.1.3.1 实验试剂 |
| 3.1.3.2 实验仪器 |
| 3.1.3.3 培养基 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 构建Os02g0221300 基因CRISPR-CAS9 载体 |
| 3.2.1.1 水稻总RNA的提取 |
| 3.2.1.2 水稻cDNA的获得 |
| 3.2.1.3 获取目标基因序列 |
| 3.2.1.4 CRISPR-CAS9 载体靶位点选择与接头引物的设计 |
| 3.2.1.5 酶切gRNA载体与靶位点连接 |
| 3.2.1.6 gRNA表达框与CAS9 载体的连接 |
| 3.2.1.7 将构建好的载体转化根癌农杆菌 |
| 3.2.2 构建Os02g0221400RNAi载体 |
| 3.2.2.1 获取目标基因序列并扩增 |
| 3.2.2.2 干扰片段的设计、扩增及回收 |
| 3.2.2.3 干扰片段与中间片段的连接与克隆 |
| 3.2.2.4 酶切回收表达载体和干扰片段 |
| 3.2.2.5 正反向干扰片段与载体连接 |
| 3.2.2.6 将构建好的载体转化根癌农杆菌 |
| 3.2.3 水稻的遗传转化 |
| 3.2.3.1 愈伤组织的诱导 |
| 3.2.3.2 愈伤组织的继代 |
| 3.2.3.3 愈伤组织的预培养 |
| 3.2.3.4 农杆菌侵染愈伤组织 |
| 3.2.3.5 农杆菌的清洗 |
| 3.2.3.6 愈伤组织的第一次筛选 |
| 3.2.3.7 愈伤组织的第二次筛选 |
| 3.2.3.8 愈伤组织的预分化 |
| 3.2.3.9 愈伤组织分化成苗 |
| 3.2.3.10 转化株生根 |
| 3.2.3.11 转化株的移栽 |
| 3.2.4 RT-PCR体系设置 |
| 3.3 转化株的鉴定 |
| 3.3.1 转化株的阳性鉴定 |
| 3.3.1.1 抽提转化株的总DNA |
| 3.3.1.2 转化株DNAPCR验证抗潮霉素基因 |
| 3.4 转化株基因表达量分析及表型统计 |
| 3.4.1 干扰载体转化株Os02g0221400表达量的定量分析 |
| 3.4.2 转化株的花粉育性鉴定及统计 |
| 3.4.2.1 Os02g0221300 CRISPR-CAS9 载体转化株的花粉育性统计 |
| 3.4.2.2 Os02g0221400RNAi载体转化株的花粉育性及统计 |
| 3.4.3 转化株的结实率统计 |
| 3.5 Os02g0221300基因的功能分析 |
| 3.6 Os02g0221400基因的功能分析 |
| 第四章 :讨论 |
| 4.1 BSA重测序混池构建 |
| 4.2 HD9802-9S不育性状相关基因 |
| 4.3 RNAi载体的构建 |
| 4.4 CRISPR-CAS9 载体的构建 |
| 4.5 水稻的遗传转化及阳性鉴定 |
| 4.6 Os02g0221300 基因和Os02g0221400 基因 |
| 4.7 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略表 |
| 第一章 引言 |
| 1 植物花药的发育特征及分子基础 |
| 1.1 植物花药形态建成及发育特点 |
| 1.2 植物花药发育的分子基础 |
| 2 植物雄性不育研究进展 |
| 2.1 植物雄性不育分类及利用现状 |
| 2.2 光/温敏雄性不育败育机理研究进展 |
| 2.2.1 光/温敏雄性不育细胞学和生理生化研究进展 |
| 2.2.2 光/温敏雄性不育分子机制研究进展 |
| 3 植物转录组学与雄性不育 |
| 4 植物基因组学与雄性不育 |
| 5 茄果类蔬菜雄性不育研究现状 |
| 6 本研究的目的意义 |
| 第二章 茄子温敏雄性不育系05ms细胞解剖学研究 |
| 1 试验材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 试验方法 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 花粉母细胞减数分裂观察 |
| 2.2 花药组织细胞学观察 |
| 2.3 花药发育胼胝质观察 |
| 3 讨论 |
| 3.1 花粉母细胞减数分裂与雄性不育 |
| 3.2 花药绒毡层发育与雄性不育 |
| 4 小结 |
| 第三章 茄子温敏雄性不育系05ms生理特性研究 |
| 1 试验材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 试验方法 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 不育系和可育系叶片中叶绿素含量比较 |
| 2.2 不育系和可育系叶片光合特性比较 |
| 2.3 不育系和可育系内源激素含量比较 |
| 2.4 不育系和可育系花蕾中可溶性糖含量比较 |
| 2.5 不育系和可育系花蕾中可溶性蛋白质含量比较 |
| 2.6 不育系和可育系叶片中可溶性糖和可溶性蛋白质含量比较 |
| 3 讨论 |
| 3.1 光合作用与雄性不育 |
| 3.2 植物激素与雄性不育 |
| 3.3 可溶性糖与雄性不育 |
| 4 小结 |
| 第四章 茄子温敏雄性不育系05ms不育基因的表达调控机制研究 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 试验方法 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 测序数据质量评估 |
| 2.2 差异表达基因筛选 |
| 2.3 差异表达基因功能分析 |
| 2.4 植物激素信号转导通路DEGs分析 |
| 2.5 淀粉和蔗糖代谢通路DEGs分析 |
| 2.6 苯丙烷生物合成通路DEGs分析 |
| 2.7 花药细胞壁发育基因分析 |
| 2.8 转录因子分析 |
| 2.9 差异表达基因的qRT-PCR表达验证 |
| 3 讨论 |
| 3.1 花药细胞壁发育基因与温敏雄性不育 |
| 3.2 基因表达与雄性不育 |
| 3.3 植物激素信号转导通路与雄性不育 |
| 3.4 转录因子与雄性不育 |
| 4 小结 |
| 第五章 茄子温敏雄性不育基因鉴定 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 试验材料 |
| 1.2 试验方法 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 测序质量评估 |
| 2.2 突变位点分析 |
| 2.3 候选区间和候选基因鉴定 |
| 2.4 结合转录组数据对BSA-seq筛选出的候选区间进行表达分析 |
| 2.5 关键候选基因鉴定 |
| 2.6 雄性不育相关基因同源性分析 |
| 3 讨论 |
| 4 小结 |
| 全文结论 |
| 参考文献 |
| 在读期间发表的论文 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 前言 |
| 1.1 两系法杂交水稻的发展现状 |
| 1.2 水稻两用核不育系的基础研究 |
| 1.2.1 两用核不育系水稻的光温反应特性与类型 |
| 1.2.2 两用核不育系水稻育性转换起点温度的研究 |
| 1.3 水稻两用核不育系选育与应用研究 |
| 1.3.1 水稻两用核不育系的选育标准 |
| 1.3.2 水稻两用核不育系选育面临的问题与对策 |
| 1.4 空间诱变育种在水稻育种中的应用 |
| 1.4.1 空间诱变育种在水稻育种中的成就 |
| 1.4.2 SSR标记在水稻空间诱变育种中的应用 |
| 1.5 水稻两用核不育系在杂交水稻中的育种利用评价 |
| 1.5.1 杂种优势在两系法杂交水稻上的应用 |
| 1.5.2 配合力研究在两系法杂交水稻上的应用 |
| 1.5.3 直链淀粉含量研究进展 |
| 1.6 本研究的目的与意义 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 供试材料 |
| 2.2 试验方法 |
| 2.2.1 航 17S生育特性与农艺性状观察 |
| 2.2.2 航 17S异交特性研究 |
| 2.2.3 航 17S的微卫星多态性分析 |
| 2.2.4 航 17S不育起点温度鉴定 |
| 2.2.5 航 17S杂种优势分析及配合力效应评价 |
| 2.2.6 航 17S所配组合稻米品质分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 航 17S生育特性与农艺性状观察 |
| 3.1.1 叶龄与分蘖动态 |
| 3.1.2 株高及穗部性状 |
| 3.1.3 主茎叶片数与播始历期 |
| 3.2 航 17S异交特性研究 |
| 3.2.1 日开花动态 |
| 3.2.2 单穗开花历期 |
| 3.2.3 柱头外露率 |
| 3.3 航 17S的微卫星多态性分析 |
| 3.3.1 SSR多态性分析 |
| 3.3.2 航 17S的Wx复等位基因序列分析 |
| 3.4 航 17S不育起点温度鉴定 |
| 3.5 航 17S杂种优势分析及配合力效应评价 |
| 3.5.1 航 17S所配组合杂种优势分析 |
| 3.5.2 配合力分析 |
| 3.5.3 组合间各性状间的相关分析 |
| 3.5.4 产量性状的通径分析 |
| 3.6 航 17S所配组合稻米品质分析 |
| 3.6.1 供试材料稻米品质分析 |
| 3.6.2 供试材料稻米品质相关性分析 |
| 4 讨论与结论 |
| 4.1 讨论 |
| 4.1.1 利用空间诱变技术创造水稻低直链淀粉含量突变体 |
| 4.1.2 航 17S育种利用综合评价 |
| 4.1.3 航 17S在杂交水稻上的应用前景 |
| 4.2 结论 |
| 4.2.1 航 17S生育特性与农艺性状观察 |
| 4.2.2 航 17S异交特性研究 |
| 4.2.3 航 17S的微卫星多态性分析 |
| 4.2.4 航 17S不育起点温度鉴定 |
| 4.2.5 航 17S杂种优势分析及配合力效应评价 |
| 4.2.6 航 17S所配组合稻米品质分析 |
| 4.3 下一步的研究设想 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A：本文所使用的的SSR引物 |
| 附录B：图版 |
| 中文摘要 |
| abstract |
| 1.前言 |
| 1.1 植物雄性生殖发育的生物学过程 |
| 1.1.1 花药与花粉发育过程 |
| 1.1.2 花药组织对花粉发育的影响 |
| 1.1.2.1 花药细胞层早期命运决定以及绒毡层对花粉发育的影响 |
| 1.1.2.2 花药减数分裂对花粉发育的影响 |
| 1.1.2.3 花药开裂对花粉发育的影响 |
| 1.2 花粉壁形成过程及分子机制 |
| 1.2.1 花粉壁的结构、成分与功能 |
| 1.2.2 花粉壁的形成过程 |
| 1.2.3 花粉壁孢粉素的合成与沉积 |
| 1.2.4 花粉壁发育的相关调控因子 |
| 1.3 我国两系杂交水稻的研究现状 |
| 1.4 光温敏核不育系的研究进展 |
| 1.4.1 光温敏核不育系对光温育性转换的响应 |
| 1.4.2 光温敏核不育系的遗传学研究 |
| 1.4.3 光温敏核不育系的分子机理 |
| 1.5 光温敏核不育系存在的问题 |
| 1.6 本课题研究目的及意义 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 植物材料 |
| 2.1.2 菌株和质粒 |
| 2.1.3 试剂、药品和主要仪器 |
| 2.1.4 溶液及培养基配方 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 水稻和拟南芥种植 |
| 2.2.2 表型观察及数据处理 |
| 2.2.3 常规分子生物学实验方法 |
| 2.2.3.1 植物叶片DNA取 |
| 2.2.3.2 片段回收、质粒取和酶切体系 |
| 2.2.3.3 感受态制备及转化 |
| 2.2.3.4 拟南芥和水稻转化 |
| 2.2.3.5 拟南芥和水稻RNA抽和c DNA反转录 |
| 2.2.3.6 温敏核不育系基因图位克隆 |
| 2.2.4 半薄切片 |
| 2.2.5 透射电镜 |
| 2.2.6 扫电镜 |
| 2.2.7 亚历山大染色 |
| 2.2.8 原位杂交 |
| 2.2.9 蛋白亚细胞定位 |
| 2.2.10 花药表皮层蜡质测定 |
| 2.2.11 蛋白原核表达与纯化 |
| 2.2.12 凝胶电泳迁移率实验 |
| 3.水稻花粉壁发育相关基因OsACOS12 克隆与功能分析 |
| 3.1 结果与分析 |
| 3.1.1 不同物种的脂酰辅酶A合成酶(ACOS)家族分析 |
| 3.1.2 osacos12 突变体为雄性不育表型 |
| 3.1.3 osacos12 突变体细胞学特性 |
| 3.1.4 osacos12 突变体花药表面及花粉外壁壁缺失 |
| 3.1.5 osacos12 突变体花药表皮层蜡质层检测 |
| 3.1.6 OsACOS12 基因对osacos12 突变体互补表型验证 |
| 3.1.7 OsACOS12 基因在花药组织中特异性表达 |
| 3.1.8 OsACOS12 蛋白在绒毡层的定位分析 |
| 3.1.9 ACOS基因编码序列在不同物种间保守性分析 |
| 3.1.10 OsACOS12 基因启动子在拟南芥中保守性分析 |
| 3.1.11 低温条件下水稻OsACOS12 在拟南芥acos5 突变体中的育性分析 |
| 3.1.12 水稻OsACOS12 基因的转录调控分析 |
| 3.1.12.1 转录因子tdr和gamyb突变体下OsACOS12 基因的表达分析 |
| 3.1.12.2 转录因子TDR和GAMYB可体外结合OsACOS12 启动子 |
| 3.2 小结与讨论 |
| 3.2.1 OsACOS12 在水稻花粉外壁和花药表皮层形成中发挥着重要作用 |
| 3.2.2 OsACOS12 蛋白在花粉发育过程中于绒毡层表达并分泌到药室内 |
| 3.2.3 脂酰辅酶A合成酶(ACOS)基因在不同物种间的保守性分析 |
| 4.水稻温敏核不育TMS18基因的克隆与功能分析 |
| 4.1 结果与分析 |
| 4.1.2 TMS18为温度敏感的雄性不育系 |
| 4.1.3 tms18在不同温度下花药的细胞学特性 |
| 4.1.4 tms18在不同温度下花药表皮层和花粉外壁缺陷 |
| 4.1.5 TMS18基因是一个新的光温敏核不育基因 |
| 4.1.6 tms18在不同温度条件下的育性情况 |
| 4.1.7 tms18的遗传分析 |
| 4.1.8 tms18温敏雄性不育基因的初定位分析 |
| 4.1.9 候选基因分析与功能注释 |
| 4.1.10 TMS18氨基酸序列分析 |
| 4.1.11 TMS18基因的进化分析 |
| 4.1.12 TMS18基因定位与表达分析 |
| 4.1.13 TMS18基因功能预测分析 |
| 4.2 小结与讨论 |
| 4.2.1 EMS诱变筛选光温敏核不育系可获得两系育种新资源 |
| 4.2.2 tms18温敏核不育系的可能分子机理分析 |
| 4.2.3 tms18温敏核不育系潜在的应用价值 |
| 5.全文总结与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 研究创新性 |
| 5.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 引物列表 |
| 致谢 |
| 发表论文 攻读学位期间的研究成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 水稻光温敏核不育系育性的研究 |
| 1.1.1 水稻光温敏核不育系发现和划分 |
| 1.1.2 水稻光温敏核不育系的光温反应研究 |
| 1.1.3 不育临界温度漂移现象及其机理研究 |
| 1.1.4 水稻光温敏核不育系的经典遗传学研究 |
| 1.1.5 光温敏核不育基因定位的研究 |
| 1.2 水稻杂种优势的研究进展 |
| 1.2.1 杂种优势的概念及现象 |
| 1.2.2 杂种优势的表现 |
| 1.2.3 杂种优势的遗传机理 |
| 1.3 水稻籼粳杂种优势的利用 |
| 1.3.1 水稻籼粳分类及成分鉴定 |
| 1.3.2 水稻籼粳成分与杂种优势的关系 |
| 第二章 叶枕距标记法研究粳型光温敏核不育系育性转换 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 试验方法 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 低温条件下不育系育性表现 |
| 2.2.2 低温对不同剑叶叶枕距标记的光温敏核不育系育性的影响 |
| 2.2.3 低温条件下不同穗位不育性表现 |
| 2.3 结论与讨论 |
| 2.3.1 叶枕距标记法的应用 |
| 2.3.2 北方两系不育系的鉴定方法的探讨 |
| 第三章 温光条件对粳型光温敏核不育系育性转换的影响 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 试验材料 |
| 3.1.2 温度对不育系的影响 |
| 3.1.3 光照时长对不育系育性的影响 |
| 3.1.4 光温组合对不育系育性的影响 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 温度对不育系的影响 |
| 3.2.2 光照时长对不育系育性的影响 |
| 3.2.3 光温组合对不育系育性的影响 |
| 3.3 结论与讨论 |
| 3.3.1 不同低温对不育系的影响 |
| 3.3.2 不同低温时长对不育系的影响 |
| 3.3.3 光照时长及光温组合对不育系的影响 |
| 第四章 不同生态区对粳型光温敏核不育系育性转换的影响 |
| 4.1 材料与方法 |
| 4.1.1 试验材料 |
| 4.1.2 试验方法 |
| 4.2 结果与分析 |
| 4.2.1 盘锦生态区气候对不育系育性的影响 |
| 4.2.2 三亚生态区气候对不育系育性的影响 |
| 4.2.3 陵水生态区气候对不育系育性的影响 |
| 4.3 结论与讨论 |
| 第五章 粳型两系杂交水稻杂种优势利用及遗传分析 |
| 5.1 材料与方法 |
| 5.1.1 试验材料及田间布局 |
| 5.1.2 田间调查及考种 |
| 5.1.3 杂种优势数据分析 |
| 5.1.4 遗传图谱构建及QTL分析 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 杂种F_1群体和亲本及CK的性状比较 |
| 5.2.2 杂种F_1群体的杂种优势的分析 |
| 5.2.3 F_1杂种优势的QTL分析 |
| 5.3 结论与讨论 |
| 5.3.1 杂种F_1群体杂种优势的表现 |
| 5.3.2 粳型两系杂交水稻杂种优势形成的遗传分析 |
| 第六章 重组自交系的籼粳成分与杂种优势的关系 |
| 6.1 材料与方法 |
| 6.1.1 试验材料及设计 |
| 6.1.2 程氏指数法分析亲本籼粳成分 |
| 6.1.3 SSR分子标记分析亲本籼粳成分及遗传距离 |
| 6.2 结果与分析 |
| 6.2.1 RIL和GB028S的的籼粳表现 |
| 6.2.2 RIL的籼粳成分及亲本间遗传距离与F_1性状及杂种优势的相关分析 |
| 6.2.3 RIL染色体偏粳分布与F_1产量和部分性状及杂种优势相关分析 |
| 6.3 结论与讨论 |
| 6.3.1 亲本的籼粳成分与杂种优势的关系 |
| 6.3.2 亲本遗传距离与杂种优势的关系 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 缩略词说明表 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 文献综述 |
| 1.1 光温敏核不育水稻育性转换特性的研究 |
| 1.1.1 光温对育性转换的影响 |
| 1.1.2 光温诱导育性转换的敏感期研究 |
| 1.1.3 水稻光温敏核不育系光温作用模式的研究 |
| 1.2 光温敏核不育水稻的类型 |
| 1.2.1 光敏型 |
| 1.2.2 温敏型 |
| 1.2.3 光温互作型 |
| 1.3 光温敏核不育性的遗传学研究 |
| 1.3.1 光温敏核不育基因的作用模式 |
| 1.3.2 光温敏核不育基因等位性的研究 |
| 1.3.3 光温敏水稻核不育基因的染色体定位 |
| 1.4 两系法杂交水稻杂种优势利用 |
| 1.4.1 两系法杂交水稻杂种优势利用特点 |
| 1.4.2 光温敏核不育系选育 |
| 1.4.3 两系杂交水稻组合选育 |
| 1.4.4 两系法杂交水稻的配合力分析 |
| 1.5 反光温敏核不育水稻研究进展 |
| 1.5.1 反光温敏核不育水稻的分类 |
| 1.5.2 对反光温敏核不育水稻的评价 |
| 1.5.3 反光温敏核不育水稻的选育目标 |
| 2 研究目的和意义 |
| 3 材料与方法 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.1.1 不育系材料 |
| 3.1.2 用于配合力分析的恢复系材料及对照 |
| 3.1.3 用于组合测配的恢复系材料 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 生育特性和主要农艺性状的观察 |
| 3.2.1.1 生育特性观察 |
| 3.2.1.2 主要农艺性状考察 |
| 3.2.2 育性转换的光温反应特性研究 |
| 3.2.2.1 海南自然条件下稻蔸再生苗的周年花粉育性观察 |
| 3.2.2.2 海南自然条件下实生苗花粉育性的周年动态观察 |
| 3.2.2.3 武汉自然条件下花粉育性和自交不育度的观察 |
| 3.2.2.4 自然条件下不同光周期处理的育性鉴定与分析 |
| 3.2.2.5 育性温度敏感期分析和育性转换临界温度分析 |
| 3.2.2.6 华133S的不育性遗传分析 |
| 3.2.2.7 华133S杂交 F_1代的耐高温鉴定 |
| 3.2.3 配合力分析和强优势组合选育 |
| 3.2.3.1 第一批组合的配合力分析 |
| 3.2.3.2 第二批组合的配合力分析 |
| 3.2.3.3 稻米品质分析 |
| 3.2.3.4 新组合测配和强优势组合选育 |
| 4 结果与分析 |
| 4.1 4个不育系生育特性和主要农艺性状的分析 |
| 4.1.1 武汉自然条件下4个不育系的生育特性表现 |
| 4.1.2 武汉自然条件下主要农艺性状表现 |
| 4.2 4个不育系的育性转换特性研究 |
| 4.2.1 海南自然条件下不育系的育性表现 |
| 4.2.2 武汉自然条件下不育系的育性表现 |
| 4.2.3 自然条件下不同光周期处理的育性鉴定与分析 |
| 4.2.4 育性温度敏感期分析和育性转换临界温度的分析 |
| 4.2.5 华133S的不育性遗传分析 |
| 4.2.6 华133S杂交 F_1代的耐高温性鉴定 |
| 4.3 配合力分析和强优势组合选育 |
| 4.3.1 第一批组合配合力分析 |
| 4.3.1.1 农艺性状的配合力方差分析 |
| 4.3.1.2 不育系农艺性状的一般配合力效应和特殊配合力方差分析 |
| 4.3.1.3 恢复系农艺性状的一般配合力效应和特殊配合力方差分析 |
| 4.3.1.4 25个组合农艺性状的特殊配合力效应分析 |
| 4.3.2 第二批组合配合力分析 |
| 4.3.2.1 农艺性状的配合力方差分析 |
| 4.3.2.2 不育系农艺性状的一般配合力效应和特殊配合力方差分析 |
| 4.3.2.3 恢复系农艺性状的一般配合力效应和特殊配合力方差分析 |
| 4.3.2.4 25个组合农艺性状的特殊配合力效应分析 |
| 4.3.2.5 品质性状配合力方差分析 |
| 4.3.2.6 不育系品质性状的一般配合力效应和特殊配合力方差分析 |
| 4.3.2.6 恢复系品质性状的一般配合力效应和特殊配合力方差分析 |
| 4.3.2.7 25个组合品质性状的特殊配合力效应分析 |
| 4.3.2.8 25个组合品质性状的竞争优势分析 |
| 4.3.2.9 25个组合品质性状的超父优势分析 |
| 4.3.3 强优势组合选育 |
| 5 讨论 |
| 5.1 对4个不育系的评价 |
| 5.1.1 华131S |
| 5.1.2 华133S |
| 5.1.3 华134S |
| 5.1.4 华135S |
| 5.2 关于不育系的光温反应特性 |
| 5.3 关于不育系的遗传分析 |
| 5.4 关于配合力和强优势组合选育 |
| 5.5 关于短光低温雄性核不育水稻的意义及利用途径 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录1: 测配的86个恢复系亲本 |
| 附录2: 25个杂交组合主要农艺性状在海南的平均表现(2008) |
| 附录3: 25个杂交组合主要农艺性状在武汉的平均表现(2008) |
| 附录4: 25个杂交组合主要稻米品质性状在武汉的平均表现(2008) |
| 附录5: 2007年4月1日-10月20日的温度数据(江夏气象局) |
| 附录6: 2008年4月1日-10月20日的温度数据(江夏气象局) |
| 附录7: 2006年5月-2007年4月陵水温度数据(海南陵水气象局) |
| 附录8: 2007年5月-2008年4月陵水温度数据(海南陵水气象局) |
| 附录9: 耐高温鉴定人工气候箱的温度设置情况 |
