导读:本文包含了育性转换论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:雄性,小麦,水稻,细胞质,不育系,基因,粳稻。
育性转换论文文献综述
黄明,吴林宣,融花珍,陈淳,王朝欢[1]（2019）在《水稻两系不育系M85S育性转换的有效低温累积效应研究》一文中研究指出【研究背景】近年来,异常低温天气时有发生,致使许多两系杂交稻组合制种失败。生产上一般根据历史气象资料,把两系不育系的育性敏感期安排在不出现连续4 d以上低于不育起点温度天气的时期作为安全制种的首选原则。然而,这种安排只考虑敏感期内的日平均温度,且仅以不育系不育起点温度作为唯一衡量指标,忽略了不育系育性转换对异常低温天气(日均温高于不育起点温度)夜间低温累积效应的响应。两系不育系的转换条件是否只受日均温的影响?或者在一天当中是否只需一定时段的低温诱导而其他时段可以高出临界温度?这些问题归结起来就是不育系育性转换对异常低温累积的敏感程度,我们称之为两系不育系育性转换的有效低温累积效应。【材料与方法】M85S是华南农业大学国家植物航天育种工程技术中心通过重离子诱变选育的两系不育系,具有红色种皮、早发性好、分蘖力强、配合力高、异交率高、米质优等突出特点。为了阐明M85S育性敏感期的光温反应特性,探索其有效低温累积效应,本研究对M85S育性转换的不育起点温度、有效处理天数及有效低温累积效应进行了系统研究。【结果与分析】M85S的不育起点温度在13.5h-14.5h时为23.0℃,12.5h时为24.0℃,对照培矮64S(PA64S)在13.5h时为24.0℃。通过模拟日均温高于不育起点温度、夜间部分时段温度低于不育起点温度的异常低温天气来研究有效低温累积效应,结果表明M85S及对照PA64S均出现不同程度的育性恢复。夜间7 h低温20.5℃处理7d(光长13.5h)时,M85S育性恢复的最低有效低温累积值ΣT_△=4.07℃·d(对应日均温为24.28℃),PA64S的最低ΣT_△=5.26℃·d(对应日均温为24.14℃);花粉育性随ΣT_△的增加而上升,表明育性转换主要是受有效低温累积值的影响,我们把这一现象称为有效低温累积效应法则。进一步研究育性转换对有效低温累积效应的响应天数,结果表明,有效低温T_△=0℃(对照)时,处理4～7d,M85S花粉完全败育;T_△=1.0℃时,处理7d才出现8.96%的花粉可染率;T_△=1.5℃、2.0℃、2.5℃时,均从处理第6d才开始出现花粉可染,第7 d的花粉可染率更高;T_△=3.0℃时,从第5 d开始转育,到第7 d时花粉可染率达到最高(45.13%),说明随着有效低温值和处理天数的增加,M85S的花粉育性随之上升。【结论】M85S属光温敏型不育系,其育性转换明显有效低温累积效应法则。本研究提出的有效低温累积效应法则,是对光温敏型两系不育系育性转换规律的一个补充和拓展,有利于扩大两系不育系繁、制种的时空选择范围。(本文来源于《2019年中国作物学会学术年会论文摘要集》期刊2019-10-27）
杨雪桐[2]（2019）在《小麦温敏雄性不育系偃展4110S育性转换的机制研究》一文中研究指出植物雄性不育的发生十分常见,其对于杂种优势的研究和利用有着不可或缺的地位。小麦光温敏雄性不育系可用于两系杂交生产,即处于某种条件可以自花授粉进行自交繁殖,而在另外的条件通过异花授粉生产杂交小麦种子,光温敏雄性不育系统的利用加速了杂交小麦的育种进程。偃展4110S是一种细胞核雄性不育材料,由西农291S和偃展4110杂交得到其F1代后,并以偃展4110为供体亲本连续回交而来,具有与西农291S同样的温敏特性。偃展4110S在低温条件下表现正常可育,而在较高温度条件下呈现雄性不育,仅一种材料拥有两种不同的功能属性,在小麦两系杂交育种方面应用潜力较大。无论是基础的形态及生理方面,还是其育性发生转变的分子机制方面都仍然尚未进行过研究。本研究以温敏核雄性不育系偃展4110S及偃展4110为试验材料,利用分期播种与剪穗再生分蘖结合的方法进行偃展4110S的温敏性鉴定,进而通过温控试验确定育性转换的关键时期以及临界温度;通过表型特征和细胞学观察研究育性转换的特点与机制;利用RNA-Seq技术分析偃展4110S育性转换的分子机制。通过对偃展4110S进行较为深入的研究,目的是探索育性转换相关的机制,并且对于小麦温核敏雄性不育材料的生产利用做出一定的贡献。通过研究获得的主要结果以下:1.通过分期播种和剪穗再生分蘖试验发现,偃展4110S育性发生转变,具有明显的育性转换特征。经回归方程数据整合,偃展4110S的育性与温度显着相关;温控试验表明,偃展4110S对温度敏感的关键时期在单核晚期,在日平均温度超过20℃时完全雄性不育。由此说明,偃展4110S为高温诱导花粉败育的温敏核雄性不育系。2.表型观察表明,偃展4110S育性转换敏感期处于高温(~20℃)条件下,其花药表现为不开裂,败育类型表现为染败;细胞学研究表明,偃展4110S在此条件下,绒毡层延迟降解,进而影响小孢子发育,且败育出现最集中的时段在单核晚期,该期花粉外壁缺陷,可能是引起雄性不育的诱因。3.通过对不同育性条件下的偃展4110S转录组数据进行分析,获得3420个差异表达基因,其中上调和下调的基因分别为2331和1089个。1494个差异表达基因被KOG注释到25个功能类别中,GO分类将差异表达基因分成叁大类别包括54个功能组,并提出与雄性不育密切相关的苯丙烷代谢,长链脂肪酸及茉莉酸的合成代谢网络模型,由此推测在高温诱导条件下这些通路中的关键酶的可能下调而使终产物的量减少,从而影响花粉壁的发育以及花药的开裂,引起雄性不育。关键酶的定量分析及终产物茉莉酸含量的测定结果与通路的分析一致,以上结果印证了推论。在本试验中,利用大田分期播种和室内温控试验、表型特征和细胞学观察、转录组数据分析和验证,构建并印证了一个高温诱导偃展4110S不育的调控网络。研究高温诱导雄性不育分子机制,为小麦雄性不育的研究与利用给予一定贡献。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2019-05-01）
于亚辉,李振宇,陈广红,隋国民,徐正进[3]（2019）在《光温条件对北方粳稻光温敏核不育系LY156S育性转换的影响及其育性鉴定技术探讨》一文中研究指出通过对不育系应用区域气象条件的分析,选择不同光温条件处理北方粳稻光温敏核不育系LY156S,研究光温变化对其育性转换的影响及育性鉴定方法。结果表明,在不育系制种区域辽宁盘锦,2011—2017年的7—8月日平均温度大于23℃,最低温度为20℃,低于23℃的天数较少,适合临界温度为21℃左右的两系不育系制种;在不育系繁殖地区海南叁亚,2011—2017年冬季低于20℃天数较少,且比较分散,较适合两系不育系繁种。在长日照14.5h低温处理下,不育系的抽穗期滞后,22和21℃处理下育性没有恢复,但20和19℃处理花粉不育度降低到82.36%和78.45%,育性发生了转换。在日照长度为11.5和12.5 h条件下,22和24℃处理的育性均得到恢复;在日照长度为13.5 h条件下22和24℃处理的花粉不育度仍都大于99.5%,育性没有恢复。为提高北方粳稻光温敏核不育系应用的安全性,北方粳稻光温敏核不育系育性鉴定在《水稻光、温敏雄性核不育系育性鉴定规程》(NY/T 1215—2006)的基础上,可将14.5 h长日照条件下的处理温度降至21℃,11.5、12.5和13.5 h等短日照条件下的处理温度降低至22℃,以提高不育系的育性鉴定准确性与应用价值。(本文来源于《杂交水稻》期刊2019年02期）
孙辉,张风廷,苑少华,白建芳,苑国良[4]（2019）在《小麦雄性不育系FA99-3和BS101的育性转换特性比较分析》一文中研究指出为了给小麦新型细胞质雄性不育系FA99-3以及光温敏核雄性不育系BS101安全制种生态区的选择以及实际应用提供理论依据,以常规品种京411为对照材料,通过田间育性鉴定试验和人工气候箱光温调控试验,对FA99-3和BS101的育性转换特性进行了分析。结果表明,在河南南阳,FA99-3和BS101的不育度均达到99%以上,可以安全制种;FA99-3的安全制种播期为9月30日至10月10日,BS101的安全制种播期为9月30日至10月20日。在北京顺义,FA99-3的结实率为17.87%～38.06%,BS101的结实率为43.33%～63.11%,可以安全繁种;FA99-3的安全繁种播期为10月20日,BS101的安全繁种播期为9月30日至10月20日。FA99-3和BS101的光温敏感时期为药隔至单核期。FA99-3以温度敏感为主,在光照12h·d-1时,其温度转换阈值为12～14℃。BS101以光照敏感为主,在平均温度为12℃时,其光长转换阈值为12～14h·d-1;在光照12h·d-1时,其温度转换阈值为14～16℃,但其对温度的敏感程度较弱。FA99-3和BS101花粉粒碘染均以染败为主。(本文来源于《麦类作物学报》期刊2019年01期）
刘晨[5]（2018）在《茉莉酸参与光周期诱导光敏核不育水稻育性转换的研究》一文中研究指出两系法杂交水稻为水稻杂种优势利用提供了新的技术途径,而探明两用不育系育性转换机理则是该技术的理论与应用基础。本研究从光敏感核不育材料育性转换的转录组差异结果中获得了茉莉酸合成相关基因的表达差异信息,对长光不育型水稻农垦58S、短光不育型水稻D52S进行光周期育性诱导,在穗发育的Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ期对叶片JA总含量及JA合成途径关键酶LOX、AOS、AOC和OPR的酶活性进行测定,并且利用qPCR技术测定这4个关键酶基因的表达水平差异,试图分析茉莉酸与光周期诱导育性转换的关系。主要研究结果如下:1.光周期处理能够有效地诱导农垦58S和D52S的育性发生变化,两个材料的花粉育性变化结果相反;农垦58S在自然长光(14h)时花粉为不育,而短光(10h)处理后的花粉可育;短光处理后D52S表现为不育,自然长光条件下D52S表现可育。2.获得两个材料在不育和可育光周期下的转录组数据。光周期处理会使两材料产生44个共有的差异基因,但两材料中得到的差异基因数目不同,且上下调的趋势也不一致:以显着性检验的p-value值<0.05和FC≥2为标准筛选差异基因,并以可育材料作为参照,D52S中共得到1036个差异基因,其中451个下调,585个上调;农垦58S中共得到140个差异基因,其中39个上调,101个下调。此外,从转录组数据和GO富集结果中也筛选到了JA合成途径的差异基因LOX、AOS、AOC和OPR。3.光周期处理后农垦58S短光可育叶片中的JA含量在减数分裂期(Ⅵ期)比长光不育叶片高;两材料中各时期JA含量均有显着差异,说明长、短光周期在水稻的生长发育时期会不断地对植物体内的JA合成代谢进行调节。喷施MEJA可以使农垦58S和D52S的花粉碘染率变为不育材料的39.24倍和118.6倍;农垦58S中可育材料的花粉碘染率是喷施SHAM的34.47倍,D52S喷施SHAM后则变为了完全不育;喷施MEJA后可以提高LOX、AOS、AOC和OPR的酶活性及JA含量,但SHAM处理没有降低这些酶的活性和JA含量,推测这一结果可能与取样时期较后有关,SHAM的抑制作用不明显。4.qPCR结果表明,光周期处理下,两材料叶片中的LOX、AOS、AOC和OPR基因的相对表达水平主要在Ⅴ期和Ⅵ期可育比不育材料表达量高;当喷施MEJA或SHAM后,分别使这四个基因的表达水平一致升高或降低,即当这四个基因表达量升高时材料可育,表达量降低时材料不育,推测这两个处理主要通过调节JA合成途径基因的表达来实现对育性的调控。本研究获得了长、短光周期敏感核不育水稻农垦58S和D52S在光周期处理下、外源喷施MEJA和SHAM后的JA含量、茉莉酸合成途径的相关酶活性、关键酶基因的表达变化,初步证实了茉莉酸参与了光敏核不育材料的育性转换过程,但仍需要今后大量研究来明晰其内在的机理。(本文来源于《华中农业大学》期刊2018-06-01）
张高明[6]（2018）在《基于iTRAQ蛋白质组学方法研究K型温敏雄性不育小麦KTM3315A的育性转换分子机理》一文中研究指出小麦是世界上主要的粮食作物之一,小麦的品质和产量与世界人口息息相关。而小麦杂种优势是提高小麦产量的重要途径,其中,研究最多的是细胞质雄性不育。K型细胞质雄性不育系是基于粘果山羊草(Aegilops kotschyi)细胞质开发出的一种两系杂交系统,KTM3315A属于温敏细胞质雄性不育材料,具有完全雄性不育,可用于正常小麦生长期间生产杂交小麦种子,而它可以经高温自花授粉。利用温敏雄性不育系,实现繁殖、制种的一系两用,两系杂交系统在杂交育种中具有重要的生产应用价值,但是其育性转变的机理有待进一步的研究。本实验利用K型温敏雄性不育小麦KTM3315A为实验材料,对其在不同育性条件下花药的形态特征及细胞学观察;同时对其花药进行iTRAQ蛋白质组的测序分析,利用生物信息学比较可育与不育条件下蛋白质的差异,找出与育性转换相关的蛋白质,以及相关的一些代谢途径;另外还挑选了一些不同发育时期的差异富集蛋白进行了qRT-PCR的测定及花药中可溶性糖的变化的测定,获得的主要结果如下:1.花药的形态特征及小孢子的细胞学观察,在不育条件下,K型温敏细胞质雄性不育小麦KTM3315A在花药发育过程中表现异常,在花药发育的叁核期花药不开裂,不能散出花粉,在可育条件下则可以开裂和散出花粉。小孢子的细胞学观察情况,结果显示,可育系的花药表皮细胞均明显大于不育花药的细胞,可育花药明显更饱满,不育系的花药外壁排列紊乱,花药顶端不开裂;不育系叁核期的小孢子畸形和皱缩。由此推测高温处理条件下能够保证花药及小孢子的正常发育。2.对KTM3315A不同育性条件下的样品进行蛋白组的测序,总共获得超过186,000波谱,11,292肽段,对不同样品中的蛋白质进行差异富集比较和分析,根据测得样品中蛋白质的富集情况,分析得到4639个差异蛋白。对所测得的差异蛋白进行富集分类及功能注释,获得许多在不同时期增加或者降低的差异富集蛋白,差异富集蛋白的功能分类富集分析表明,差异富集蛋白主要集中在能量代谢,蛋白的合成与降解及花粉外壁的形成等途径。叁个时期的差异蛋白均有相似的富集分析,这些差异蛋白及代谢途径在育性转换过程中具有重要的作用,为更深入的研究温敏细胞质雄性不育的育性转换机理提供了依据。3.为了评估mRNA和蛋白水平的相关性,我们对所选择的差异富集蛋白采用实时定量PCR(qRT-PCR)确认其转录水平,发现有些差异富集蛋白的定量结果与其测序结果具有相似的表达趋势,定量结果与其测序结果仅有部分相一致,这些差异蛋白在不同时期表达量的变化可能是在小麦KTM3315A育性转变过程中起着重要的作用。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2018-05-20）
秦志英,孙海燕,付庆云,卫笑,巴爱丽[7]（2018）在《冬春温度变化对小麦温敏雄性不育系BNS的育性转换影响》一文中研究指出BNS是一个主体受温度控制的新型小麦雄性不育系,表现为花粉发育在低温下(<8℃)不育,高温下(>12℃)可育。BNS不育性稳定,但年份间常有波动,一些年份自交结实率上升显着。为了弄清楚BNS育性波动的原因,连续3a观察不同播期的BNS穗分化过程,分析连续6a调查的BNS自交结实率与对应年份的冬春温度变化,结果发现,冬季和春季温度的改变显着影响BNS的自交结实率。一般规律是,暖冬年份自交结实率低,寒冬较高,暖春年份自交结实率高,寒春较低。该现象的形成主要是BNS冬季生长发育速度所致,暖冬年份BNS冬季仍保持生长,到春季时完成温度敏感期前的发育,较早进入温度敏感期,此时的春季温度较低,因此BNS不育;然而在寒冬年份,BNS停止生长,春季需生长一定时间才进入温度敏感期,进入时气温已较高,因此诱导育性转换,自交结实率增高。BNS冬季生长发育速度在穗分化观察中得到验证。该机理解释了不同年份BNS自交结实率的波动,并根据冬春温度可预测BNS的育性转换。(本文来源于《西北农业学报》期刊2018年01期）
隋丽波,赵海洋,艾丽君,李丽萍,张传利[8]（2017）在《基因差异表达导致油菜温敏雄性不育系的育性转换（英文）》一文中研究指出[目的]获得与油菜温敏雄性不育系K121S育性转换相关的功能基因。[方法]以油菜温敏雄性不育系K121S为材料,分别取可育温度下和不育温度下的花粉母细胞期、四分体期、叁核期和成熟期的花蕾提取RNA,利用DDRT-PCR方法进行基因表达差异显示,共获得了44条差异表达的c DNA片段。[结果]经测序和BLAST序列比对分析,筛选出7个候选基因的差异表达与K121S的育性转换有关,推测胼胝质合成酶基因、乙醛脱氢酶基因、RNA聚合酶Ⅰ转录因子RRN3基因在转录水平差异表达,而H+-ATP酶基因、I类果糖二磷酸醛缩酶基因、富含亮氨酸重复的丝氨酸/苏氨酸类受体激酶基因、碱性/中性转化酶基因在转录后水平RNA剪接时差异表达。[结论]该研究结果对揭示油菜温敏雄性不育的分子机理提供了依据。(本文来源于《Agricultural Science & Technology》期刊2017年10期）
陶兴林[9]（2017）在《花椰菜温敏雄性不育系的育性转换机理及分子标记研究》一文中研究指出花椰菜是十字花科芸薹属甘蓝种中的一个变种,以花球为食用器官,花球营养丰富,被公认为是最有营养的作物之一,特别是钙,抗氧化剂,维生素A、维生素K、胡萝卜素、核黄素及铁的含量很丰富。此外,还含有多种吲哚衍生物,具有抗癌作用。近年来栽培面积迅速扩大,据联合国粮食与农业组织(FAO)统计,2014年全世界花椰菜种植面积达1165737 hm~2,我国种植面积占到了41.0%,达478252 hm~2,已成为世界第一花椰菜生产和消费国。由于花椰菜为异花授粉的十字花科植物,具有很强的杂种优势,而雄性不育是杂种优势体现的主要途径。因此,为探讨花椰菜温敏雄性不育发生的机理,加快其利用进程,采用形态学、遗传学、细胞遗传及分子标记等方法,分别从不育的特征、育性转换特点、遗传规律、生理生化特性和细胞学特征方面进行了研究,获得以下结果:(1)为了促进花椰菜“两系法”杂交育种的利用,温敏雄性不育突变体2004-A19经过连续多年自交和田间优异性状选择,选育出了花椰菜温敏雄性不育系“GS-19”。该不育系植株长势中等,叶色灰绿,株高62 cm,株幅64 cm,叶数21片,花球扁圆、白色、中紧,单球重0.8-1.0 kg,抗病性强。(2)为了明确GS-19育性转换过程中形态特征差异,采用游标卡尺测量和扫描电镜的方法进行比较分析,发现不育和可育株的花器及花药发育上存在明显差异。在花的结构组成上,除雄蕊数目没有明显差异外,不育株的花蕾长、花蕾宽、花冠开度、花丝长、花丝和花药总长及花柱长都显着小于可育株。不育株花期看不到雄蕊,雄蕊萎缩在基部,不产生花粉,只有柱头明显外露,而可育株的雄蕊与雌蕊高度一致,能产生大量花粉。此外,扫描电镜观测发现不育株花药发育初期的花药壁出现轻微萎缩现象,表面变得粗糙,横切面中空明显,随着花药的进一步发育,不育株花药变成干瘪状,明显萎缩,只剩下开裂的花药壁,无花粉粒。可育株花药发育正常,外壁饱满光滑,内部被小孢子填充,小孢子进一步发育可以形成成熟花粉粒,花粉粒呈椭圆形,表面光滑,饱满。(3)为了找到与GS-19育性转换有关的环境因子,通过日光温室的周年播种,自助式温度计记录温度,育性统计分析发现日光温室的日平均温度变化与GS-19的育性转换密切相关。GS-19的花期在2月10日到11月31日。2月10日到3月22日,日平均温度变化范围为5.81-15.28℃,GS-19育性正常,可育率达到100%。3月23日到5月21日,日平均温度变化范围为6.75-21.24℃,表现为部分可育,育性变化范围为2%-98%。5月22日到10月6日,日平均温度变化范围为13.38-25.50℃,完全不育。10月7日到10月21日,日平均温度变化范围为8.62-16.34℃,表现为部分可育,可育率为3%-86%。10月22日到11月31日,日平均温度变化范围为4.59-17.86℃,育性恢复正常。对照材料祁连白雪始终表现为育性正常。由此说明,育性转换只与温度有关,与光周期无关,属于温敏型雄性不育,育性转换温度临界点为17.6℃,日平均温度低于16℃,育性恢复,高于17.6℃,表现为不育。(4)为了阐明GS-19的遗传特性,通过对GS-19杂交F1和F2的花期育性统计分析,发现F1的育性完全正常,F2的可育与不育的分离比例为2.8-2.9︰1,卡方测验结果为x~2=1.4168,小于x~2=3.84,表明实际观察次数和理论次数差异不显着,认为可育与不育比例符合孟德尔的遗传定律3:1的分离比例规律。结果表明温敏雄性不育性是由一对隐性细胞核基因所控制,其作用不受细胞质类型的影响。(5)为了明确内源激素与GS-19的育性转换关系,采用高效液相色谱方法,研究了GS-19花蕾不同发育时期和叶片中内源激素含量的变化,发现在GS-19花蕾和叶片发育过程中,不育和可育株内源激素GA、IAA、ABA和ZR的变化均存在明显差异。不育株花蕾中的GA和ABA含量总体呈上升趋势,GA含量在造孢时期、四分体时期及花粉成熟期的含量均显着高于可育株,分别比可育株花蕾高45.1%、210.4%和54.5%,而ABA含量只在四分体时期和花粉成熟期显着高于可育株,分别比可育株花蕾高82%和35.2%;不育株花蕾中的IAA含量先降后升,在造孢时期和花粉成熟期显着高于可育株,分别比可育株花蕾高52.7%和82.1%,但不育株花蕾的ZR含量先升后降,在四分体和花粉成熟期显着高于可育株,分别比可育株花蕾高580.9%和243.9%。与可育株相比,不育株的IAA/ABA呈“V”字型变化,在四分体时期比值最低,而GA/ABA和ZR/ABA呈倒“V”字型的变化,在四分体时期比值最高。叶片中ABA和ZR未检出,不育株叶片的GA和IAA含量仍显着高于可育株。因此,推断GA和IAA是引起花椰菜温敏性不育的主要内源激素。(6)为了解释GS-19花药败育的生物学过程,通过石蜡切片和透射电镜细胞学技术观察了GS-19花药败育的生物学过程,发现不育和可育株花药发育的生物学过程存在显着差异,GS-19的花药发育过程中有造孢细胞和花粉母细胞的分化,可形成正常花粉囊,但不产生花粉粒或者产生微量的无生活力的花粉粒,在花粉母细胞到四分体期花药发育受阻,形成了花粉粒外壁发育异常的拟“四分体孢子”。随着小孢子发育,拟“四分体孢子”逐渐降解,只剩下花粉空壳,属于花粉母细胞败育类型。(7)采用子ISSR标记技术,选用90条随机引物,对不育和可育基因池标记,找到了与花椰菜温敏雄性不育连锁的分子标记IT13-600,对特异片段进行克隆测序,获得片段长度为559 bp的片段。运用此标记对30份花椰菜种质资源进行筛选,获得具有温敏雄性不育稳定遗传的花椰菜新种质资源3份。(本文来源于《甘肃农业大学》期刊2017-06-01）
叶佳丽[10]（2017）在《基于lncRNA测序分析K型细胞质温敏雄性不育小麦KTM3315A的育性转换分子机理》一文中研究指出KTM3315A属于非1B/1R类型的K型小麦雄性不育系,具有粘果山羊草的细胞质背景,含有莫迦小麦1BS染色体上的T型育性恢复基因Rf3和K型育性恢复基因rfv1,其育性具有生态敏感性,属YM型小麦温敏细胞质雄性不育系,在小麦两系杂交育种中具有一定的应用潜力,已有学者对其形态及生理做出相关研究,但是其育性转换的分子机制仍然尚待研究。本实验的目的在于通过多方面分析验证,初步揭示KTM3315A的育性转换分子机理,为更有效地利用和改善KTM3315A提供理论依据,也期望为小麦温敏雄性不育系的研究有所贡献。本实验利用在不同温度条件下的不育系KTM3315A在育性转换关键时期的花药进行lncRNA测序分析,旨在通过生物信息学分析差异表达mRNA,对其进行功能富集分析,确定育性转换的候选基因和关键代谢通路;并通过分析lncRNA的测序结果,对lncRNA的靶基因进行预测,根据靶基因差异表达情况进行生物信息学分析,推测lncRNA调控育性转换的作用机制;除此之外还对叁个发育时期的育性转换相关基因进行了qRT-PCR测定。获得以下研究结果:1、完成6个样品的长链非编码RNA测序,共获得72.72Gb Clean Data,平均每个样品的Clean Data达到10.81Gb,Q30碱基百分比在95.52%及以上。分别将各样品的Clean Reads与指定的小麦参考基因组进行序列比对,比对效率从65.85%到70.51%不等。根据基因在不同样品中的表达情况,识别差异表达基因16,839个,并分别对每个时期的差异表达基因进行功能注释和富集分析,结果显示差异表达基因的COG功能分类主要富集到碳水化合物和氨基酸的转运和代谢,KEGG代谢途径主要富集到淀粉蔗糖代谢和苯丙烷生物合成通路,为育性转换机制的进一步研究奠定了基础。2、通过分析差异表达基因中的转录因子(MYB、ER、HS、bHLH、WRKY、MAD-box、NAC、GLK2和GATA等),发现MYB转录因子的所占比例最高(15%),并通过参与茉莉酸和苯丙烷生物合成途径调控育性转换。说明在可育条件下MYB转录因子可能与茉莉酸和苯丙烷生物合成途径相互作用,通过促进苯丙烷途径中关键酶的上调表达,保证了花粉外壁的顺利合成,从而使得KTM3315A可育。3、通过表达模式筛选,得到一个长链非编码候选基因lncRNA-TaPCF,该基因正向调控两个锌指蛋白,从而促进光合作用碳固定途径中关键酶的上调表达,保证了可溶性糖和淀粉以及蛋白质的顺利合成,因此推测高温条件下的KTM3315A能够保证花药发育所需物质的合成。4、经荧光定量PCR测定发现,差异表达基因的定量结果与测序结果吻合。这证明lncRNA测序具有良好的的稳定性和重复性,也证实了在KTM3315A的育性转换过程中会伴随着育性转换相关基因的表达量的变化。基因定量验证为后续转基因验证方面提供更可靠的理论支撑。(本文来源于《西北农林科技大学》期刊2017-05-01）
育性转换论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
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。
写法范例：
植物雄性不育的发生十分常见,其对于杂种优势的研究和利用有着不可或缺的地位。小麦光温敏雄性不育系可用于两系杂交生产,即处于某种条件可以自花授粉进行自交繁殖,而在另外的条件通过异花授粉生产杂交小麦种子,光温敏雄性不育系统的利用加速了杂交小麦的育种进程。偃展4110S是一种细胞核雄性不育材料,由西农291S和偃展4110杂交得到其F1代后,并以偃展4110为供体亲本连续回交而来,具有与西农291S同样的温敏特性。偃展4110S在低温条件下表现正常可育,而在较高温度条件下呈现雄性不育,仅一种材料拥有两种不同的功能属性,在小麦两系杂交育种方面应用潜力较大。无论是基础的形态及生理方面,还是其育性发生转变的分子机制方面都仍然尚未进行过研究。本研究以温敏核雄性不育系偃展4110S及偃展4110为试验材料,利用分期播种与剪穗再生分蘖结合的方法进行偃展4110S的温敏性鉴定,进而通过温控试验确定育性转换的关键时期以及临界温度;通过表型特征和细胞学观察研究育性转换的特点与机制;利用RNA-Seq技术分析偃展4110S育性转换的分子机制。通过对偃展4110S进行较为深入的研究,目的是探索育性转换相关的机制,并且对于小麦温核敏雄性不育材料的生产利用做出一定的贡献。通过研究获得的主要结果以下:1.通过分期播种和剪穗再生分蘖试验发现,偃展4110S育性发生转变,具有明显的育性转换特征。经回归方程数据整合,偃展4110S的育性与温度显着相关;温控试验表明,偃展4110S对温度敏感的关键时期在单核晚期,在日平均温度超过20℃时完全雄性不育。由此说明,偃展4110S为高温诱导花粉败育的温敏核雄性不育系。2.表型观察表明,偃展4110S育性转换敏感期处于高温(~20℃)条件下,其花药表现为不开裂,败育类型表现为染败;细胞学研究表明,偃展4110S在此条件下,绒毡层延迟降解,进而影响小孢子发育,且败育出现最集中的时段在单核晚期,该期花粉外壁缺陷,可能是引起雄性不育的诱因。3.通过对不同育性条件下的偃展4110S转录组数据进行分析,获得3420个差异表达基因,其中上调和下调的基因分别为2331和1089个。1494个差异表达基因被KOG注释到25个功能类别中,GO分类将差异表达基因分成叁大类别包括54个功能组,并提出与雄性不育密切相关的苯丙烷代谢,长链脂肪酸及茉莉酸的合成代谢网络模型,由此推测在高温诱导条件下这些通路中的关键酶的可能下调而使终产物的量减少,从而影响花粉壁的发育以及花药的开裂,引起雄性不育。关键酶的定量分析及终产物茉莉酸含量的测定结果与通路的分析一致,以上结果印证了推论。在本试验中,利用大田分期播种和室内温控试验、表型特征和细胞学观察、转录组数据分析和验证,构建并印证了一个高温诱导偃展4110S不育的调控网络。研究高温诱导雄性不育分子机制,为小麦雄性不育的研究与利用给予一定贡献。
（2）本文研究方法
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。
育性转换论文参考文献
[1].黄明,吴林宣,融花珍,陈淳,王朝欢.水稻两系不育系M85S育性转换的有效低温累积效应研究[C].2019年中国作物学会学术年会论文摘要集.2019
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[3].于亚辉,李振宇,陈广红,隋国民,徐正进.光温条件对北方粳稻光温敏核不育系LY156S育性转换的影响及其育性鉴定技术探讨[J].杂交水稻.2019
[4].孙辉,张风廷,苑少华,白建芳,苑国良.小麦雄性不育系FA99-3和BS101的育性转换特性比较分析[J].麦类作物学报.2019
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[6].张高明.基于iTRAQ蛋白质组学方法研究K型温敏雄性不育小麦KTM3315A的育性转换分子机理[D].西北农林科技大学.2018
[7].秦志英,孙海燕,付庆云,卫笑,巴爱丽.冬春温度变化对小麦温敏雄性不育系BNS的育性转换影响[J].西北农业学报.2018
[8].隋丽波,赵海洋,艾丽君,李丽萍,张传利.基因差异表达导致油菜温敏雄性不育系的育性转换（英文）[J].AgriculturalScience&Technology.2017
[9].陶兴林.花椰菜温敏雄性不育系的育性转换机理及分子标记研究[D].甘肃农业大学.2017
[10].叶佳丽.基于lncRNA测序分析K型细胞质温敏雄性不育小麦KTM3315A的育性转换分子机理[D].西北农林科技大学.2017
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