甜菜是世界上重要的经济作物之一,也是世界两大糖料作物之一。自1939年糖甜菜雄性不育现象发现及1942年和1945年有关甜菜细胞质雄性不育先后报道以来,利用雄性不育系制种成为甜菜育种家极其关注的问题。为此,各国陆续开展了甜菜细胞质...甜菜是世界上重要的经济作物之一,也是世界两大糖料作物之一。自1939年糖甜菜雄性不育现象发现及1942年和1945年有关甜菜细胞质雄性不育先后报道以来,利用雄性不育系制种成为甜菜育种家极其关注的问题。为此,各国陆续开展了甜菜细胞质雄性不育机理、不育系选育及利用等方面的研究并取得了一定的成果。针对甜菜细胞质雄性不育类型、表型性状、遗传学机制、生理生化特性及甜菜细胞质雄性不育利用几方面的研究进展进行综述,对于更好地选育甜菜细胞质雄性不育系并利用其配制优质高产杂交组合、科学合理利用甜菜种质资源具有深远影响。Sugar beet is one of the world’s important cash crops and one of the world’s two major sugar crops. Since the discovery of male sterility in sugar beet in 1939 and the reports of cytoplasmic male sterility in sugar beet in 1942 and 1945, the use of male sterility lines to produce seeds has become a problem of great concern to sugar beet breeders. Because of the above content, many countries have carried out research on the mechanism of cytoplasmic male sterility in sugar beet, as well as the selection and utilization of sterility lines, and have achieved certain results. The research progress in the types, phenotypic characters, genetic mechanism, physiological and biochemical characteristics and utilization of cytoplasmic male sterility in beet was reviewed. It is of great significance for better breeding of cytoplasmic male sterility lines in beet, preparation of high quality and high yield hybrid combinations and scientific and rational utilization of beet germplasm resources.展开更多
植物线粒体基因组内特殊的开放阅读框(open reading frame,ORF)导致植物不产生雄配子或产生的雄配子无法正常受精,这种现象被称为细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)。CMS材料雄配子稳定败育的特性使其在杂交种商业化生产...植物线粒体基因组内特殊的开放阅读框(open reading frame,ORF)导致植物不产生雄配子或产生的雄配子无法正常受精,这种现象被称为细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)。CMS材料雄配子稳定败育的特性使其在杂交种商业化生产中一直扮演着重要角色,有效降低了制种成本,提高了杂交种纯度。随着对CMS现象研究的深入,新的CMS材料通过各种手段被不断创制出来,相关的不育基因也逐渐被定位和克隆。该文首先概述了目前对CMS基因进化的研究和常用CMS材料及其相关CMS基因的挖掘情况,随后总结了CMS材料在物质能量代谢、激素水平等方面的表型特点。同时整合了当前对CMS分子机制的几种假说,并结合实验证据提出对CMS分子机制的观点。以期在总结当前细胞质雄性不育研究的基础上对未来更加深入的理论和实验研究提供参考。展开更多
【目的】“三系”法是选育杂交大豆的主要途径,但恢复系中仅有少数大豆恢复基因被克隆,为挖掘更多新恢复基因,从而促进多基因聚合的强恢复系选育,提高杂种F1的育性稳定性。【方法】以大豆细胞质雄性不育系JLCMS5A和其恢复系JLR2为材料,...【目的】“三系”法是选育杂交大豆的主要途径,但恢复系中仅有少数大豆恢复基因被克隆,为挖掘更多新恢复基因,从而促进多基因聚合的强恢复系选育,提高杂种F1的育性稳定性。【方法】以大豆细胞质雄性不育系JLCMS5A和其恢复系JLR2为材料,采用转录组测序技术分析JLCMS5A和JLR2花蕾不同时期的转录水平变化,挖掘调控育性恢复和花蕾发育进程的相关基因和通路。进一步对具有恢复基因特征编码PPR(pentatricopeptide repeat)蛋白的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)进行基因注释、序列差异分析、RT-qPCR验证、系统进化分析及蛋白结构预测,挖掘育性恢复相关基因。【结果】转录组测序鉴定到17181个DEGs,其中有3856个DEGs与发育时期相关,2808个DEGs与育性相关。GO(geneontology)功能注释表明,与育性相关的DEGs主要富集在ADP结合、核酸结合转录因子活性和蛋白激酶活性等功能类别,与发育时期相关的DEGs主要富集在蛋白质异源二聚化活性、DNA复制和DNA结合等功能类别。KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)富集分析表明,育性相关DEGs主要参与内质网蛋白质加工、葡萄糖苷酸生物合成和植物激素信号转导等与蛋白质、糖类和信号转导密切相关的代谢通路,发育时期相关DEGs主要参与DNA复制、错配修复、淀粉和蔗糖代谢等与细胞分裂和能量物质降解密切相关的代谢通路。育性恢复候选基因分析发现,JLR2中的Glyma.09G176400可能在调控大豆细胞质雄性不育育性恢复过程中起到一定作用。【结论】共鉴定到3856个与发育时期相关的DEGs,2808个与育性相关的DEGs;鉴定出具有恢复基因特征编码PPR蛋白的DEGs15个;挖掘了1个育性恢复相关基因Glyma.09G176400。展开更多
小野1A是由小粒野生稻(Oryza minuta Presl.)中天然不育株与Y58S/内香B杂种后代优秀单株经多代回交转育而成。由于该雄性不育细胞质来自小粒野生稻,称为XY型雄性不育细胞质。恢保关系鉴定结果表明,XY型细胞质雄性不育系与野败型(WA)、...小野1A是由小粒野生稻(Oryza minuta Presl.)中天然不育株与Y58S/内香B杂种后代优秀单株经多代回交转育而成。由于该雄性不育细胞质来自小粒野生稻,称为XY型雄性不育细胞质。恢保关系鉴定结果表明,XY型细胞质雄性不育系与野败型(WA)、印尼水田谷型(ID)、K型和红莲型(HL)细胞质雄性不育系的恢保关系不同,WA型、ID型、K型和HL型的保持系和恢复系中部分可以作为XY型雄性不育细胞质的保持系,部分可以作为XY型雄性不育细胞质的恢复系。XY型雄性不育细胞质突破了WA型、ID型、K型和HL型等雄性不育细胞质的恢保关系,扩大了保持系育种范围,可以用品质优良的栽培品种培育出高标准优质米不育系。由此可见,XY型雄性不育细胞质的发掘,不仅丰富了杂交稻细胞质遗传多样性,而且为培育高标准优质米不育系、进而实质性提高杂交稻稻米品质开辟了一条崭新的育种途径。展开更多
采用固相pH梯度-SDS PAGE双向电泳对红莲型细胞质雄性不育水稻的不育系(YTA)和保持系(YTB)单核期花粉总蛋白质进行了分离,通过银染显色,获得了分辨率和重复性较好的双向电泳图谱。Image Master 2DV5.0软件可识别约1800个蛋白质点,其中...采用固相pH梯度-SDS PAGE双向电泳对红莲型细胞质雄性不育水稻的不育系(YTA)和保持系(YTB)单核期花粉总蛋白质进行了分离,通过银染显色,获得了分辨率和重复性较好的双向电泳图谱。Image Master 2DV5.0软件可识别约1800个蛋白质点,其中差异表达的蛋白质点数为85。将其中16个差异点采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(matrix assisted laser desorption/ionizaton time of flight mass spectrometry,MALDI-TOF-MS)进行了肽质指纹图分析,通过采用Mascot软件对MSDB数据库查询,其中9个蛋白质点得到了鉴定。YTA相对于YTB有部分参与碳代谢和淀粉合成的酶缺失或表达量降低,这些蛋白质分别是ADP-葡萄糖磷酸转移酶(AGPase),UDP-葡萄糖醛酸脱羧酶,乙酰辅酶A合成酶和二氢硫辛酸脱氢酶等。其中AGPase是参与淀粉合成的蛋白,与花粉发育密切相关。乙酰辅酶A合成酶和二氢硫辛酸脱氢酶是细胞内合成乙酰辅酶A的重要酶,而乙酰辅酶A是进入TCA循环的重要底物,乙酰辅酶A的缺乏可以导致TCA循环不能顺利进行,从而不能提供小孢子发育所需要的大量能量。YTA相对于YTB部分参与碳水化合物代谢的重要酶缺失或表达量降低,有可能导致因线粒体提供的能量不足,淀粉合成受阻,因而花粉不能正常发育。展开更多
文摘甜菜是世界上重要的经济作物之一,也是世界两大糖料作物之一。自1939年糖甜菜雄性不育现象发现及1942年和1945年有关甜菜细胞质雄性不育先后报道以来,利用雄性不育系制种成为甜菜育种家极其关注的问题。为此,各国陆续开展了甜菜细胞质雄性不育机理、不育系选育及利用等方面的研究并取得了一定的成果。针对甜菜细胞质雄性不育类型、表型性状、遗传学机制、生理生化特性及甜菜细胞质雄性不育利用几方面的研究进展进行综述,对于更好地选育甜菜细胞质雄性不育系并利用其配制优质高产杂交组合、科学合理利用甜菜种质资源具有深远影响。Sugar beet is one of the world’s important cash crops and one of the world’s two major sugar crops. Since the discovery of male sterility in sugar beet in 1939 and the reports of cytoplasmic male sterility in sugar beet in 1942 and 1945, the use of male sterility lines to produce seeds has become a problem of great concern to sugar beet breeders. Because of the above content, many countries have carried out research on the mechanism of cytoplasmic male sterility in sugar beet, as well as the selection and utilization of sterility lines, and have achieved certain results. The research progress in the types, phenotypic characters, genetic mechanism, physiological and biochemical characteristics and utilization of cytoplasmic male sterility in beet was reviewed. It is of great significance for better breeding of cytoplasmic male sterility lines in beet, preparation of high quality and high yield hybrid combinations and scientific and rational utilization of beet germplasm resources.
文摘植物线粒体基因组内特殊的开放阅读框(open reading frame,ORF)导致植物不产生雄配子或产生的雄配子无法正常受精,这种现象被称为细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)。CMS材料雄配子稳定败育的特性使其在杂交种商业化生产中一直扮演着重要角色,有效降低了制种成本,提高了杂交种纯度。随着对CMS现象研究的深入,新的CMS材料通过各种手段被不断创制出来,相关的不育基因也逐渐被定位和克隆。该文首先概述了目前对CMS基因进化的研究和常用CMS材料及其相关CMS基因的挖掘情况,随后总结了CMS材料在物质能量代谢、激素水平等方面的表型特点。同时整合了当前对CMS分子机制的几种假说,并结合实验证据提出对CMS分子机制的观点。以期在总结当前细胞质雄性不育研究的基础上对未来更加深入的理论和实验研究提供参考。
文摘【目的】“三系”法是选育杂交大豆的主要途径,但恢复系中仅有少数大豆恢复基因被克隆,为挖掘更多新恢复基因,从而促进多基因聚合的强恢复系选育,提高杂种F1的育性稳定性。【方法】以大豆细胞质雄性不育系JLCMS5A和其恢复系JLR2为材料,采用转录组测序技术分析JLCMS5A和JLR2花蕾不同时期的转录水平变化,挖掘调控育性恢复和花蕾发育进程的相关基因和通路。进一步对具有恢复基因特征编码PPR(pentatricopeptide repeat)蛋白的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)进行基因注释、序列差异分析、RT-qPCR验证、系统进化分析及蛋白结构预测,挖掘育性恢复相关基因。【结果】转录组测序鉴定到17181个DEGs,其中有3856个DEGs与发育时期相关,2808个DEGs与育性相关。GO(geneontology)功能注释表明,与育性相关的DEGs主要富集在ADP结合、核酸结合转录因子活性和蛋白激酶活性等功能类别,与发育时期相关的DEGs主要富集在蛋白质异源二聚化活性、DNA复制和DNA结合等功能类别。KEGG(kyoto encyclopedia of genes and genomes)富集分析表明,育性相关DEGs主要参与内质网蛋白质加工、葡萄糖苷酸生物合成和植物激素信号转导等与蛋白质、糖类和信号转导密切相关的代谢通路,发育时期相关DEGs主要参与DNA复制、错配修复、淀粉和蔗糖代谢等与细胞分裂和能量物质降解密切相关的代谢通路。育性恢复候选基因分析发现,JLR2中的Glyma.09G176400可能在调控大豆细胞质雄性不育育性恢复过程中起到一定作用。【结论】共鉴定到3856个与发育时期相关的DEGs,2808个与育性相关的DEGs;鉴定出具有恢复基因特征编码PPR蛋白的DEGs15个;挖掘了1个育性恢复相关基因Glyma.09G176400。
文摘小野1A是由小粒野生稻(Oryza minuta Presl.)中天然不育株与Y58S/内香B杂种后代优秀单株经多代回交转育而成。由于该雄性不育细胞质来自小粒野生稻,称为XY型雄性不育细胞质。恢保关系鉴定结果表明,XY型细胞质雄性不育系与野败型(WA)、印尼水田谷型(ID)、K型和红莲型(HL)细胞质雄性不育系的恢保关系不同,WA型、ID型、K型和HL型的保持系和恢复系中部分可以作为XY型雄性不育细胞质的保持系,部分可以作为XY型雄性不育细胞质的恢复系。XY型雄性不育细胞质突破了WA型、ID型、K型和HL型等雄性不育细胞质的恢保关系,扩大了保持系育种范围,可以用品质优良的栽培品种培育出高标准优质米不育系。由此可见,XY型雄性不育细胞质的发掘,不仅丰富了杂交稻细胞质遗传多样性,而且为培育高标准优质米不育系、进而实质性提高杂交稻稻米品质开辟了一条崭新的育种途径。
文摘采用固相pH梯度-SDS PAGE双向电泳对红莲型细胞质雄性不育水稻的不育系(YTA)和保持系(YTB)单核期花粉总蛋白质进行了分离,通过银染显色,获得了分辨率和重复性较好的双向电泳图谱。Image Master 2DV5.0软件可识别约1800个蛋白质点,其中差异表达的蛋白质点数为85。将其中16个差异点采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(matrix assisted laser desorption/ionizaton time of flight mass spectrometry,MALDI-TOF-MS)进行了肽质指纹图分析,通过采用Mascot软件对MSDB数据库查询,其中9个蛋白质点得到了鉴定。YTA相对于YTB有部分参与碳代谢和淀粉合成的酶缺失或表达量降低,这些蛋白质分别是ADP-葡萄糖磷酸转移酶(AGPase),UDP-葡萄糖醛酸脱羧酶,乙酰辅酶A合成酶和二氢硫辛酸脱氢酶等。其中AGPase是参与淀粉合成的蛋白,与花粉发育密切相关。乙酰辅酶A合成酶和二氢硫辛酸脱氢酶是细胞内合成乙酰辅酶A的重要酶,而乙酰辅酶A是进入TCA循环的重要底物,乙酰辅酶A的缺乏可以导致TCA循环不能顺利进行,从而不能提供小孢子发育所需要的大量能量。YTA相对于YTB部分参与碳水化合物代谢的重要酶缺失或表达量降低,有可能导致因线粒体提供的能量不足,淀粉合成受阻,因而花粉不能正常发育。
