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
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。
