一、甘蓝型油菜自交不亲和系杂种纯度鉴定(论文文献综述)
张彤[1](2018)在《甘蓝型油菜自交不亲和反应候选基因的功能研究及挖掘》文中认为自交不亲和反应是高等植物进化出的一种阻止自花授粉、促进异花授粉的繁殖机制,有利于防止自交衰退,在育种及遗传上具有重要的研究价值。近年,甘蓝型油菜自交不亲和反应分子机制的研究取得了较大突破,然而其下游信号传导因子的鉴定仍非常有限。本研究以甘蓝型油菜Westar及拟南芥Col-0生态型为材料,利用序列分析、遗传转化、表达分析、酵母双杂交、转录组测序等手段,通过对亲和及不亲和反应信号传导途径的研究,成功鉴定甘蓝型油菜自交不亲和反应正调控因子Bn CIMS1(Cobalamin-Independent Methionine Synthase 1),为自交不亲和反应分子机制的研究提供了新的思路;同时证明了At CIMS1在拟南芥自交不亲和反应中具有保守功能,为探索拟南芥属植物与芸薹属植物间自交不亲和系统的保守性提供新的证据。取得结果如下:1.Bn CIMS1在甘蓝型油菜自交不亲和反应中的作用经共线性和进化树分析,发现CIMS1及其同源基因CIMS2的基因组序列和蛋白序列在十字花科物种中都是高度保守的。时空表达分析发现,Bn CIMS1在甘蓝型油菜Westar柱头和茎的表达量最高,在其它部位表达量相对较低。Bn CIMS2在Westar各部位中表达量极低,在柱头中几乎不表达。在甘蓝型油菜Westar柱头中通过RNAi技术下调Bn CIMS1的表达,可部分打破甘蓝型油菜的自交不亲和性,说明Bn CIMS1是自交不亲和反应的正调控因子。亚细胞定位结果显示Bn CIMS1主要在胞质中表达。通过酵母双杂交技术验证Bn CIMS1与自交不亲和反应相关基因Bn SRK-1及Bn ARC1间的相互作用关系,发现Bn CIMS1与两个基因间均无互作关系,说明Bn CIMS1以一种新的未知途径调控自交不亲和反应。2.转基因自交不亲和拟南芥的创建及CIMS1功能保守性分析将自交不亲和A.halleri最显性的S13单倍型Ah SRK13和Ah SCR13以及自交不亲和相关基因Ah ARC1共同转入拟南芥Col-0生态型中,成功得到部分转基因自交不亲和拟南芥,而只转入Ah SRK13和Ah SCR13的转基因株系全部表现为自交亲和。说明ARC1确实为自交不亲和反应所必须。为验证At CIMS1和At CIMS2在拟南芥自交不亲和反应中是否具有保守功能,分别构建了转基因自交不亲和拟南芥与cims1、cims2 T-DNA插入突变体的杂种F1,筛选纯合突变体背景的F2转基因株系,各单株均为自交亲和,证明At CIMS1和At CIMS2都在维持拟南芥自交不亲和反应中起作用,且CIMS1在甘蓝型油菜和拟南芥自交不亲和反应调控中具有保守功能。3.BC等其它自交不亲和反应候选基因的功能研究⑴BC的下调导致甘蓝型油菜和拟南芥叶片发育异常分别在甘蓝型油菜Westar和拟南芥Col-0中下调BC(Biotin carboxylase)的表达,发现转基因Bn BC RNAi Westar株系和At BC RNAi Col-0株系叶片发育异常,主要表现为叶片皱缩,且转基因At BC RNAi Col-0株系柱头对花粉粘附力下降。⑵SLR1启动子的特异性分析克隆甘蓝型油菜Westar SLR1基因启动子,并连接GUS报告基因,转入拟南芥Col-0中。通过GUS染色分析SLR1启动子特异性,发现SLR1启动子在开花当天的雌蕊柱头特异表达,同时在幼苗期除子叶外其它部位及成熟叶片中均有表达。证明SLR1启动子在拟南芥中并非柱头特异启动子。⑶ANN1等三个候选基因的功能研究在甘蓝型油菜Westar柱头中特异下调自交不亲和反应候选基因ANN1(膜联蛋白基因)、FBA2(果糖二磷酸醛缩酶基因)以及MUR5(可逆的磷酸化多肽)的表达,发现三个基因分别被干涉后不能影响甘蓝型油菜的自交亲和性,且在转基因植株中未观察到其它表型变化。4.转录组分析亲和/不亲和反应基因表达的时相变化对甘蓝型油菜亲和及不亲和授粉后不同时间点的柱头进行转录组分析。根据差异表达基因的分布情况,将授粉事件分为早期授粉事件和晚期授粉事件,并发现自交不亲和反应信号传导路径比亲和反应更复杂。通过对差异表达基因的功能注释,提出了一些可能调控花粉-柱头互作机制的假设。根据对柱头富集表达基因的代谢途径的注释,发现SAM循环中所有基因都在柱头中高表达,包括本文已验证的自交不亲和反应正调控因子BnCIMS1。
周贵龙[2](2018)在《油菜自交不亲和基因BnSCR1和BnSRK1保守性及其启动子调控分析》文中研究指明自交不亲和性是开花植物抑制自交、促进异交的自然现象,是杂种优势利用的重要途径。已有研究表明,花粉端SP11/SCR(S-locus protein 11 or S-locus Cys-rich protein)与柱头端SRK(S-locus receptor kinase)相互识别及SRK下游信号传导导致甘蓝型油菜自交不亲和性。本文研究芸薹属BnSCR1-BnSRK1-BnARC1自交不亲和信号通路在拟南芥中的保守性,自交不亲和系“W-3”的BnSCR1基因和BnSRK1基因启动子顺式作用元件及反式调控因子,为进一步揭示甘蓝型油菜自交不亲和机理、芸薹属自交不亲和信号路径奠定基础。主要结果如下。1.构建pOREO4-BnSCR1+BnSRK1和pOREO4-BnSCR1+BnSRK1+BnARC1两种过表达载体,分别导入Col-0和C24两种生态型拟南芥,获得Col-0和C24过表达BnSCR1+BnSRK1转基因植株21株和13株,Col-0和C24过表达BnSCR1+BnSRK1+BnARC1转基因植株12株和9株。通过授粉试验观察、角果长度和每角果粒数考察及外源基因表达检测,发现所有转基因植株自交亲和,说明在拟南芥Col-0和C24中,芸薹属自交不亲和信号通路BnSCR1-BnSRK1-BnARC1不起作用。2.克隆了BnSRK1基因2 kb启动子序列;启动子分析表明,PR1-GUS(-1809-1 bp)和PR2-GUS(-1314-1 bp)能够驱动GUS基因在柱头中表达;启动子缺失分析结果表明,调控BnSRK1基因表达的关键调控区域位于-1314-1000 bp。克隆了Ⅱ类S单倍型的Bn SCR-1300基因翻译起始位点上游504 bp启动子和Bn SCR-6基因翻译起始位点上游416 bp启动子,启动子分析表明60P-GUS(-504-1 bp)和15P-GUS(-416-1 bp)均能驱动GUS基因在转基因拟南芥花药发育的第9期至11期的绒毡层表达。3.通过酵母单杂交实验获得了与BnSCR1基因684 bp启动子结合的转录因子BnPHL2α。两轮诱饵序列截短实验表明BnPHL2α与p16X-3-Ab Ai的16 bp(TTTAATTTCTTGCATA)序列互作。亚细胞定位结果表明BnPHL2α定位在细胞核中。利用AH109酵母菌株没有检测到BnPHL2α的转录活性;通过BnPHL2α转录激活/抑制结构分析,发现BnPHL2α存在两个保守区域(位于136-185 aa的MYB CC结构域、37-90 aa的MYB DNA结合结构域)可能是该蛋白的抑制区域。双荧光素酶报告(Dual luciferase reporter,DLR)系统检测BnPHL2α基因对BnSCR1启动子P342活性表明,BnPHL2α基因抑制P342启动子的活性;P342启动子区域(-310至-295 bp)序列(TTTAATTTCTTGCATA)的一系列突变实验表明,BnPHL2α对BnSCR1启动子P342活性调控的抑制位点位于-310至-295 bp区域。EMSA实验验证,BnPHL2α蛋白能够与“TTTAATTTCTTGCATA”序列互作。利用CRISPR技术敲除“Westar”中BnPHL2α基因,获得了4株T0代阳性苗,测序分析阳性苗均为嵌合体突变的植株。
张剑锋[3](2014)在《甘蓝型油菜自交不亲和保持机理及AtPUB2在自交不亲和反应中功能研究》文中提出自交不亲和性是显花植物在长期自然进化过程中形成的一种非常特殊的生殖隔离机制。自交不亲和配体和受体特异性识别、细胞内信号传导、由异花授粉向自花授粉的进化为植物学研究提供了一个经典的范例。作为一个高效的授粉可控制系统,自交不亲和性可应用于十字花科作物杂种优势利用。甘蓝型油菜自交不亲和系S-1300与亲和的保持系杂交,F1代表现为自交不亲和,可以利用保持系来繁殖自交不亲和系,但是其保持性机理尚不明确。BnARC1是一个U-box蛋白,具有E3泛素化连接酶活性,介导芸薹属中自交不亲和反应信号传导。拟南芥中是否存在BnARCl的功能同源基因参与自交不亲和反应,尚有待研究证实。本研究包括两方面的内容:第一部分是甘蓝型油菜自交不亲和保持性机理研究,第二部分是AtPUB2在拟南芥自交不亲和反应中功能分析。主要研究结果如下:1.甘蓝型油菜自交不亲和保持系筛选与鉴定筛选了甘蓝型油菜自交不亲和系S-1300的12份核心保持系,并对保持系S单倍型来源进行分析,发现所有保持系中A基因组上S单倍型来源于白菜BrS-29, C基因组上S单倍型来源于甘蓝BoS-15。2.甘蓝型油菜自交不亲和保持系遗传分析通过对S-1300与保持系后代分离群体基因型和表型鉴定分析发现,Bing409中保持性的遗传受单基因控制,Bing409与S-1300中A基因组上S位点的差异决定了亲和性表型,且S-1300中的S单倍型对Bing409的为显性。89008中保持性不由单基因控制,除S位点以外,还存在其他基因影响自交不亲和性表型。3.甘蓝型油菜保持性机理分析基于甘蓝型油菜自交不亲和保持系S位点基因表达分析结果,对保持性机理进行分析。在保持系中,当SPll基因不表达,自交不亲和特异性识别反应无法正常进行,因此不能抑制自身花粉表现为自交亲和;当S位点基因正常表达时,可能存在S位点以外基因影响自交不亲和反应使保持系表现为自交亲和。在S-1300与保持系的F1代中,花粉中BrSP11-29的同源基因均不表达,有功能的BrSP11-60的同源基因能够正常表达,从而使得F1表现为自交不亲和。4. AtPUB2在拟南芥中自交不亲和反应中的功能分析敲除AtPUB2后,携带有自交不亲和基因AlSRKBb-SCRb的拟南芥Col-0仍然表现为自交不亲和。拟南芥中AtPUB2的ARM-repeats结构域不与SRKb的胞内激酶结构域发生直接相互作用。AtPUB2不在自交不亲和反应发生的柱头乳突细胞中高表达,而主要在柱头乳突细胞以下的基本组织和维管组织中表达。AtPUB2不是BnARC1在拟南芥中的同源功能基因,不参与拟南芥中自交不亲和反应。
高长斌[4](2013)在《甘蓝型油菜自交不亲和分子恢复机理研究及应用》文中提出自交不亲和性是植物进化出的一种防止自交衰退、促进异交以更好地适应环境的遗传机制,在研究和应用两方面均具有重要意义。自交不亲和是油菜杂种优势利用的重要途径。栽培的甘蓝型油菜(AACC)表现为自交亲和,但是人工合成的甘蓝型油菜及其两个基本种白菜(AA)和甘蓝(CC)却是自交不亲和的。本研究以人工创建的甘蓝型油菜自交不亲和系‘S-1300’,自然存在的亲和甘蓝型油菜‘10-9-8400’和‘Westar’等为材料,通过遗传分析、基因克隆、表达分析、启动子序列分析、遗传转化、转录组测序等研究手段对甘蓝型油菜自交亲和/不亲和的分子机制进行了研究,初步揭了示油菜自交亲和的原因,为研究油菜花粉-柱头互作的分子机理打下了基础。同时本研究还创建了鉴别S单倍型的分子标记体系,用于选育自交不亲和杂种,将提供育种效率、加快育种进程。主要结果如下:1.cS-1300,自交不亲和性的遗传分析鉴定‘S-1300’和‘10-9-8400’的S单倍型组成发现,他们在C基因组上含有共同的S单倍型BnS-6,而A基因组不同,分别为BnS-1300和BnS-1。分析‘S-1300×10-9-8400’分离群体植株S位点基因型和表现型,证明‘S-1300’A基因组上的S单倍型BnS-1300决定其自交不亲和性,来源于BrS-60。2.同源序列法克隆’S-1300,A基因组S位点基因根据白菜BrS-60的序列设计引物,克隆S单倍型BnS-1300上的自交不亲和基因。发现BnSP11-1300全长为378bp,包括两个外显子和一个内含子,序列比对分析发现其与BrSP11-60具有100%的序列相似性。BnSRK-1300长度为7967bp,包含7个外显子与6个内含子,与BrSRK-60的CDS序列具有100%的相似性,但是在内含子1,内含子3与内含子5却分别有数个碱基的差异。BnSP11-1300与BnSRK-1300均只在花蕾中、而不在根、茎、叶和角果中表达,符合芸薹属自交不亲和基因的表达特点。3.自交不亲和分子标记体系的建立克隆了恢复系‘10-9-8400’A基因组BnSRK-1的全长CDS序列和BnSP11-1全长序列。分析本研究得到的‘S-1300’和‘10-9-8400’以及本实验室已有的保持系’Bing409’S位点基因序列,开发分子标记。标记SRK1-1和SCR1-1只在恢复系‘10-9-8400’中扩增,标记SRK-1300只在自交不亲和系‘S-1300’中扩增,标记SCR7-2只在保持系‘Bing409’中扩增。优化PCR反应体系得到了两个多重PCR分子标记SRK-1300/SRK1-1及SRK-1300/SCR7-2。这些标记在91份甘蓝型油菜自交亲和品系极其与‘S-1300’的杂种中得到了验证。4. BnSP11-1启动子区Helitron转座子的发现及进化分析发现油菜品系’Westar’A基因组上BnSP11-1基因启动子区的一个3.6kb长的片段为一个非自主的Helitron转座子,该转座子只出现在带有BnS-1的油菜中。通过比对其在转座过程中带入的基因组片段,我们在BrS-47的SPll基因下游发现了另一个Helitron转座子,但是在油菜的BnS-1上却没有这个转座子。由于BnS-1来源于BrS-47,同时两个转座子有相同的边界序列,相同的3’末端的茎环结构。我们推测在甘蓝型油菜的形成过程中,Helitron转座子的移动改变了油菜的授粉方式(由异花授粉变为常异花授粉),从而使该物种能保存下来并对油菜的进化产生重大影响。5. BnSP11-1基因启动子顺式元件的鉴定去掉Helitron转座子的BnSPl1-1基因启动子能驱动GUS报告基因特异地在成熟花药中表达。进一步通过两轮的启动子缺失分析,发现BnSP11-1基因启动子有多个顺式元件协同作用控制着SP11基因的时空特异性表达,其中最主要的一个顺式元件被发现位于-227bp到-217bp (5’-TTCTAGGGAT-3’)的区域。6.基因BnSP11-1的功能互补分析通过转基因手段将功能完整的BrSP11-47基因导入到油菜品系’Westar’中,得到了自交不亲和的甘蓝型油菜。授粉实验表明,野生型’Westar’的柱头能接受自身的花粉,但拒绝转基因材料的花粉。这些结果再次证明了SP11基因失活导致甘蓝型油菜自交亲和。7.柱头亲和/不亲和反应的RNA-seq分析利用野生型’Westar’柱头针对自身花粉与转基因花粉的不同授粉特性,提取授以不同花粉柱头的RNA,对柱头亲和和不亲和反应进行RNA-seq分析。通过对差异表达基因进行功能注释和分析,发现亲和反应可能比不亲和反应更复杂。亲和反应与不亲和反应有一些共同的信号传导路径,同时比较了转录因子,蛋白激酶及泛素化相关的基因在亲和反应与不亲和反应中的分布,并探讨了一些可能起作用的信号路径。
寇小培[5](2012)在《分子标记辅助选育甘蓝型油菜自交不亲和系》文中进行了进一步梳理自交不亲和是油菜杂种优势利用重要途径之一,改良自交不亲和系是选育优良自交不亲和杂种保障。本实验以甘蓝型油菜自交不亲和系S-1300和103份来自国内外的普通甘蓝型油菜为材料,利用与自交不亲和基因紧密连锁的分子标记辅助选育油菜自交不亲和系,并对自交不亲和性的遗传机制进行了验证。主要结果如下:1.在杂交组合“S-1300×9-9600”F2分离群体(510株)中调查亲和植株和不亲和植株分别为369株和141株,在“(S-1300×9-3600)×S-1300”分离后代BC1(40株)中亲和株和不亲和株分别为22株和18株,分别符合3:1和1:1比,验证甘蓝型油菜S-1300的自交不亲和性受单位点控制。2.在S-1300与恢复系杂交组合“S-1300×9-6266”的F2分离后代中(共21个单株)检测出基因型S47S47、S60S47、S60S60分别为6株、7株、8株,分别对应表型SC、SC、SI为6株、7株、8株;在S-1300与保持系杂交组合“S-1300×9-6265”的F2分离后代中分析21个单株(有三株基因型检测未明),检测出基因型S60S60、S60S29、S29S29分别为6株、9株、3株,对应表型SI、SI、SC为6株、8株、7株;检测自交不亲和纯合系S-1300基因型全部为$60S60,对应表型全为SI。实际表型与标记推测表型吻合良好,这说明本实验室开发的分子标记能够有效运用于辅助改良自交不亲和系。3.以S-1300为母本,优良的甘蓝型油菜品系为父本,配置杂交组合,得到杂种F1,再以优良的甘蓝型油菜品系为父本进行回交得BC1,用本实验室开发的分子标记SRKa进行辅助选择,跟踪自交不亲和位点,挑选分离群体中杂合亲和的单株套袋自交得到BC1F2,继续结合分子标记选择自交不亲和单株进行剥蕾繁殖得到BC1F3,继续自交,结合田间表型鉴定,得到改良的甘蓝型油菜自交不亲和系。4.以甘蓝型油菜自交不亲和系S-1300为母本,优良的甘蓝型油菜品系为父本,配置杂交组合,得到F1,F1代套袋自交,对分离群体后代F2用分子标记SRKa,跟踪自交不亲和位点,结合田间表型,挑选基因型纯合的自交不亲和单株,连续套袋自交,并用人工剥蕾法进行繁殖直到F4,继续自交,结合田间表型鉴定,最终得到改良的甘蓝型油菜自交不亲和系
许忠民[6](2011)在《甘蓝CMS451不育系的选育和利用及其不育机理研究》文中提出甘蓝(Brassica oleracea var. capitata L.)是世界普遍栽培的一种重要的叶类蔬菜,其为异花授粉作物,具有明显的杂种优势。利用雄性不育系生产杂交种已经成为甘蓝育种发展的一种趋势,而细胞质雄性不育系(Cytoplasmic male sterility,CMS)是甘蓝杂种优势育种的一种理想途径,具有重要价值,并己杂种优势中得到利用。我们发现一种新型甘蓝细胞质雄性不育系P451,通过多代回交转育,育成了不育性稳定,蜜腺正常,低温叶片无黄化和配合力高的甘蓝细胞质雄性不育系CMS451,并在生产上应用。为了明确CMS451不育机理,本研究对甘蓝CMS451从植物学、细胞学、生理生化和分子生物学等方面进行研究,试图探索甘蓝CMS451不育机理,为进一步更好地利用这一优良不育源奠定基础。主要研究结果如下:1.不育系与保持系形态比较研究表明,甘蓝CMS451不育系雄蕊花丝较短,花药较白、不能正常开裂,不能散出花粉,蜜腺正常。不育系花蕾发育较保持系慢,当花蕾长为6.5mm时花药逐渐变黄,饱满程度不如保持系。2.利用甘蓝不育系CMS451及其保持系分别作为母本和同一父本杂交,结果表明,二者作为母本的F1代植物学性状表现基本相似,没有显着性差异,但不育系F1单球重较高,中心柱较短,品质更好,说明不育系CMS451配合力强,优于保持系。通过利用甘蓝不育系CMS451大田制种表明,不育系蜜腺发达,能正常吸引蜜蜂,结实正常,分枝数和株高均优于保持系,产量较高,杂交种纯度达100%,制种成本较低。因此,甘蓝细胞质雄性不育系CMS451具有良好的育种和应用前景。3.小孢子细胞学观察表明CMS451不育系的花药败育时期为单核小孢子时期,此时绒毡层细胞与中层细胞逐渐分离,细胞液泡化并伸长膨大,营养物质消失,挤压小孢子,使小孢子只能挤成一团。随后,绒毡层细胞完全与中层细胞分离,并继续伸长膨大,接着绒毡层细胞逐渐降解,直至完全消失。随着绒毡层细胞降解,小孢子始终粘连在一起,也逐渐降解,形成一团染色很深的物质。到花药开裂期时,药室不能开裂释放花粉粒,小孢子彻底解体,其残余物留在药室形成黑色的条带。4.利用酶联免疫检测技术,研究花蕾不同发育时期内源激素含量的动态变化及激素之间的平衡关系。结果表明,不育系CMS451花蕾GA3和ZR含量均低于保持系,变化趋势与保持系基本相同;不育系IAA含量均高于保持系,变化趋势不育系为先降后升,保持系是持续下降;ABA含量在小孢子母细胞期不育系高于保持系,其它时期低于保持系。表明,在甘蓝花蕾发育早期不育系花蕾中IAA和ABA过度积累,ZR和GA3的亏缺可能是细胞质雄性不育发生的原因,而在花蕾发育后期则是不育产生的结果。5.游离氨基酸分析结果表明,不育系CMS451叶片和小花蕾中各种游离氨基酸含量与保持系略有不同,但总量相当,差异不明显;但大花蕾中游离氨基酸总量不育系显着高于保持系。甘氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸在甘蓝叶片、小花蕾和大花蕾中的游离氨基酸含量不育系均高于保持系,不育系均低于保持系的游离氨基酸为脯氨酸。据推测,不育系营养器官和生殖器官中甘氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸过度积累和脯氨酸匮乏,可能是导致甘蓝花药败育的重要原因。6.通过对甘蓝细胞质雄性不育系和保持系不同发育时期花蕾的活性氧指标及其主要抗氧化酶活性研究,结果表明,甘蓝花蕾不同发育时期,不育系花蕾中O2产生速率、H202和MDA含量均高于保持系花蕾,不育系花蕾中POD、SOD和CAT等酶活性均高于保持系。据此推测,不育系产生的活性氧过多,刺激植物产生大量的抗氧化酶进行清除,在花粉粒成熟期,不育系花蕾中SOD和CAT等酶活性降低,但H202和MDA却持续升高,不能完全清除达到平衡状态,导致膜中的蛋白质聚合和交联,以及类脂的变化,最终会造成生物膜损害和代谢失调,导致雄性不育。7.通过PCR扩增技术,在甘蓝CMS451不育系mtDNA上扩增出大小为594bp一条特异片段,该序列与Ogura胞质不育系特异片段Z12626序列的一段完全一致,Z12626包含有orfl38和orfl58两个开放阅读框。CMS451特异片段上游序列(1-228)与orfl38下游序列(189-417)完全一致;下游序列与orfl58上游序列完全一致,说明甘蓝不育系CMS451mtDNA包含有orfl38和orfl58两个特异片段,与OguCMS一致,因此甘蓝不育系CMS451来源于为OguCMS,并说明OguCMS不育相关基因具有保守性。
唐家友[7](2008)在《甘蓝型油菜自交不亲和保持性的遗传分析及其连锁分子标记》文中研究说明甘蓝型油菜自交不亲和性具有恢复源广、制种产量高等优点,是杂种优势利用的重要途径之一,但不能大量繁殖自交不亲和系限制了自交不亲和杂种的大面积推广。甘蓝型油菜自交不亲和保持系与自交不亲和系杂交,F1仍然为不亲和,可用来大量繁殖自交不亲和系。缺乏对其遗传机制的了解,不能简便、快速地鉴定自交不亲和性增加了改良自交不亲和保持系的难度。本研究以自交不亲和系S-1300和两个自交不亲和保持系丙409和91806为材料,通过观察F2和BC1群体亲和性的分离、分析亲本S位点分布及其与保持性的关系,对甘蓝型油菜自交不亲和性遗传机制的进行了研究,并发展了与丙409保持性连锁的分子标记。主要结果如下:1.甘蓝型油菜自交不亲和保持性的遗传分析(S-1300×91806)×S-1300 BC1亲和性有分离,不亲和和亲和植株数分别为64和41,说明91806的保持性符合李春艳(2006)提出的遗传模式,即受两对基因控制。S-1300×丙409 F2中331株为自交不亲和,105株为自交亲和,符合3:1的理论比例(X2=0.1498,P=0.75-0.9),(S-1300×丙409)×丙409 BC1不亲和植株和亲和植株分别为63和69,符合1:1的期望值(X2=0.1498,P=0.75-0.9),(S-1300×丙409)×S-1300 BC1全部为自交不亲和,说明丙409的保持性由单基因控制。2.亲本S位点分布在四对S-位点特异引物中,PS3+PS21扩增一条父母本间无差异的带,PS5+PS15没有扩增带,S40-5+S60-2仅在母本S-1300中扩增,SP11-1L+SP11-1R检测到一条父母本间有差异的扩增带,说明父母本SLG基因无差异,SRK和SP11基因有差异。3.亲本S位点分布与保持性的关系用共显性标记SP11-1L+SP11-1R分析个体的基因型,(S-1300×91806)×S-1300群体检测到了A(母本)、H(杂合)两种带型,但与表现型不能完全对应;S-1300×丙409的F2群体和两个BC1群体及其3个后代株系的基因型和表现型完全吻合,且符合一对基因的分离比例。表明丙409的保持性由S位点单基因控制,91806的保持性不仅受S基因、还受其它基因的控制。4.丙409保持性的连锁分子标记克隆了SP11-1L+SP11-1R的扩增产物,S-1300和丙409的SP11序列长度分别为435bp和424bp。除部分单碱基差异外,丙409的SP11在第174-175 bp处有一个2 bp的缺失突变,在第287-295 bp处有一个9 bp的缺失突变,在226bp处有一个丙409有而S-1300无的TaqI酶切位点。根据酶切位点发展了一个共显性的CAPS标记,根据丙409缺失位点发展了2个与丙409保持性完全连锁的SCAR标记SP11-1L+SP11-1R’和SP11-1R+SP11-1L’。将SP11-1L+SP11-1R’和S40-5+S60-2结合发展了一个双重PCR标记。利用SP11-1L+SP11-1R标记、CAPS标记、SCAR标记和双重PCR标记分析了S-1300×丙409 F2、(S-1300×丙409)×S-1300和(S-1300×丙409)×丙409的个体基因型,SP11-1L+SP11-1R、CAPS、SCAR和双重PCR标记都是对S-1300和丙409 S位点的扩增;SCAR标记为显性标记,仅能区分纯合S-1300的S位点;SP11-1L+SP11-1R、CAPS、双重PCR标记能区分母本、父本、F1三种基因型。
谭祖猛,李云昌,胡琼,梅德圣,程计华[8](2008)在《分子标记在油菜杂种优势利用中的研究进展》文中认为杂种优势是一种普遍存在的生物学现象,是提高作物产量的重要途径,因而受到越来越广泛的重视。分子标记是近年兴起的一种新型的生物技术,国内外已利用RFLP、RAPD、AFLP、SSR、ISSR和SRAP等多种分子标记技术对油菜的杂种优势进行了广泛的研究,取得了很多有价值的研究成果。本文综述了分子标记在油菜授粉控制系统中关键基因标记、亲本遗传多样性分析、杂种优势群划分、杂种纯度鉴定和杂种优势预测中的研究进展。通过对不同作物间的比较,探讨了分子标记在油菜杂种优势利用中的研究深度,并对分子标记在油菜杂种优势预测中应注意的问题进行了讨论。
张幸果[9](2008)在《甘蓝型油菜自交不亲和性的初步研究》文中研究说明甘蓝型油菜(Brassica napus,AACC,2n=38)是由自交不亲和的白菜(Brassica rapa,AA,2n=20)和甘蓝(Brassica oleracea,BB,2n=18)天然杂交自然加倍而来,表现自交亲和。已有研究表明,自交不亲和基因(S单元型)广泛存在于甘蓝型油菜中,其自交亲和的分子机制十分复杂,目前尚不清楚。本研究以甘蓝型油菜自交不亲和系S-1300和125份来自国内外的普通甘蓝型油菜为材料,研究甘蓝型油菜自交不亲和性的遗传机理;利用同源序列法发展自交不亲和性的分子标记和克隆自交不亲和基因;分析甘蓝型油菜S位点的分布与自交不亲和性的恢保材料的关系。主要结果如下:1.调查S-1300×Defender和S-1300×育9两个杂交组合的F2和BC1群体,以及群体中86个单株自交后代的亲和性分离,说明甘蓝型油菜S-1300的自交不亲和性受隐性的单位点控制。2.利用发表的研究芸薹属自交不亲和性的7对引物,发展了1个与自交亲和性完全连锁的SCAR标记,1个与自交不亲和性完全连锁的CAPS标记。3.根据同源序列法得到6个显性的SCAR标记,其中3个标记与自交亲和性完全连锁,另外3个标记与自交不亲和性完全连锁。获得2个多重PCR标记,能够区分3种基因型,用于辅助选择自交不亲和表型,无错判单株。4.将S位点定位在两个甘蓝型油菜遗传图谱的N7连锁群上。5.克隆到S-1300的SRK和SPll的大部分片段。S-1300的SRK长5892 bp,GENESCAN预测具有7个外显子和6个内含子。S-1300的SPll长435 bp,与Ⅱ类SPll的同源性最高。S-1300含有2个Ⅱ类S单元型,A基因组上的S单元型决定自交不亲和性。6.克隆到Defender的SRK的大部分片段和SLG。Defender的SRK片段长度为4281 bp,来自于Ⅱ类甘蓝S单元型。克隆的SLG片段长1336 bp,来自于Ⅰ类白菜S单元型。Defender含有1个Ⅰ类S单元型和1个Ⅱ类S单元型。7.分析芸薹属三个S位点基因,SLG、SRK和SPll的进化。聚类结果表明Ⅰ类和Ⅱ类S单元型先分化,然后是S位点基因分化,最后是芸薹属种间分化。8.调查S-1300与来自国内外的125份普通甘蓝型油菜杂交F1的自交不亲和性,将这些材料分成自交不亲和性的恢复系和保持系两类。9.在自交不亲和系S-1300和125份甘蓝型油菜中鉴定了2个Ⅰ类S单元型(S-ⅠSLGa和S-ⅠSLGb)和4个Ⅱ类S单元型(S-ⅡSLGa,S-ⅡSLGb,S-ⅡSPlla和S-ⅡSPllb)。S-ⅠSLGa来自Ⅰ类白菜S-47,S-ⅠSLGb来自Ⅰ类白菜S-21。S-ⅡSLGa包含来自于Ⅱ类甘蓝S-15的S-ⅡSLGb。S-ⅡSPlla和S-ⅡSPllb是新鉴定的两个Ⅱ类S单元型。10.将自交不亲和系S-1300和125份甘蓝型油菜的基因型分成11类。S-1300具有基因型AⅡAⅡCⅡCⅡ,AⅡ是S-ⅡSPlla,CⅡ是S-ⅡSLGa。恢复系有6种基因型,最普遍的基因型是AⅠAⅠCⅡCⅡ,AⅠ是S-ⅠSLGa,CⅡ是S-ⅡSLGb。保持系有8种基因型,最普遍的基因型包含两个Ⅱ类S单元型,S-ⅡSLGb和S-ⅡSPllb。部分基因型是恢复系或保持系特有的,部分基因型同时包括保持系和恢复系,说明甘蓝型油菜自交不亲和性的复杂性。
李春艳,张幸果,王同华,李媛媛,陈庆芳,傅廷栋,沈金雄,马朝芝[10](2007)在《甘蓝型油菜自交不亲和临保性及其连锁AFLP标记》文中认为甘蓝型油菜自交不亲和临保材料在杂种优势利用和芸薹属自交不亲和性的机理研究方面具有重要的价值。以自交不亲和系SI1300为受体、临保系97-wen238为供体,通过不亲和植株与供体连续回交构建BC6、BC7和BC8群体对临保性的遗传进行了初步的分析,并检出与其连锁的分子标记。SI1300×97-wen238 F1的平均亲和指数小于1,表明97-wen238为甘蓝型油菜自交不亲和临保系。BC6、BC7和BC8群体的亲和指数集中分布在小于2和大于10两端,以亲和指数小于2为不亲和、大于10为亲和,3个回交世代不亲和植株与亲和植株的分离比均符合1∶1,说明97-wen238的临保性受1对基因控制。以包含140个体的BC7为作图群体,利用集团选择法,通过筛选1 280对AFLP引物组合,得到了与临保性两侧连锁的3个AFLP标记MC07/PO02、MC14/PO04和EA12/MG07,遗传距离分别为7.8 cM、11.7 cM和6.6 cM,为标记辅助选择自交不亲和临保系奠定了基础。
二、甘蓝型油菜自交不亲和系杂种纯度鉴定(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:
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。
(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。
三、甘蓝型油菜自交不亲和系杂种纯度鉴定(论文提纲范文)
(1)甘蓝型油菜自交不亲和反应候选基因的功能研究及挖掘(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略语表 |
1 文献综述 |
1.1 自交不亲和性概述 |
1.2 芸薹属植物自交不亲和反应分子机制 |
1.2.1 自交不亲和反应识别基因的鉴定 |
1.2.2 S单倍型间的显隐性关系 |
1.2.3 芸薹属植物自交不亲和分子机制 |
1.2.4 甘蓝型油菜自交亲和性机理的研究 |
1.3 拟南芥属植物自交亲和的分子机制 |
1.4 十字花科植物柱头-花粉识别过程研究 |
1.5 组学技术在自交不亲和分子机理研究中的应用 |
1.6 自交不亲和性在甘蓝型油菜育种中的研究和应用 |
1.6.1 自交不亲和性在甘蓝型油菜杂种优势利用中的应用 |
1.6.2 顺式抑制现象及其在育种中的潜在应用价值 |
1.7 研究目的与意义 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 载体和菌株 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 DNA提取 |
2.2.2 DNA片段克隆及PCR产物回收 |
2.2.3 感受态细胞制备及转化 |
2.2.4 载体构建 |
2.2.5 农杆菌介导的遗传转化 |
2.2.6 植物总RNA的提取 |
2.2.7 RT-PCR与qRT-PCR |
2.2.8 自交不亲和表型鉴定 |
2.2.9 GUS染色分析 |
2.2.10 酵母双杂交分析 |
2.2.11 亚细胞定位 |
2.3 转录组测序 |
2.3.1 cDNA文库构建和Solexa/Illumina测序 |
2.3.2 RNA-seq数据处理 |
2.3.3 DEGs(差异表达基因)的分析与注释 |
2.4 序列及进化树分析 |
3 结果 |
3.1 CIMS1是自交不亲和反应的正调控因子 |
3.1.1 自交不亲和反应候选基因的确定 |
3.1.2 十字花科植物中CIMS的共线性分析 |
3.1.3 CIMS1/CIMS2基因的时空表达 |
3.1.4 RNAi骨架载体的构建 |
3.1.5 下调BnCIMS1的表达可部分打破Westar的自交不亲和性 |
3.1.6 BnCIMS1的亚细胞定位 |
3.1.7 Y2H分析BnCIMS1与BnSRK-1或BnARC1的互作 |
3.2 AtCIMS1在拟南芥自交不亲和反应中功能保守性研究 |
3.2.1 AtCIMS1和AtCIMS2基因的时空表达 |
3.2.2 转基因自交不亲和拟南芥的创建 |
3.2.3 CIMS1在拟南芥自交不亲和反应中具保守功能 |
3.3 生物素羧化酶基因(BC)参与调控叶片发育 |
3.3.1 下调BnBC的表达导致甘蓝型油菜叶片发育异常 |
3.3.2 SLR1启动子表达部位特异性分析 |
3.3.3 下调AtBC的表达影响拟南芥叶片发育及花粉粘附 |
3.4 其它候选基因的功能研究 |
3.5 转录组分析亲和/不亲和反应基因表达的时相变化 |
3.5.1 转录组比较分析亲和/不亲和反应 |
3.5.2 差异表达基因的注释 |
3.5.3 所有样品中富集表达的基因 |
3.5.4 转录组数据的验证 |
4 讨论 |
4.1 CIMS1是自交不亲和反应的正调控因子 |
4.2 拟南芥自交不亲和性的重建 |
4.3 SLR1启动子的特异性 |
4.4 生物素羧化酶与脂肪酸合成 |
4.5 转录组分析花粉-柱头互作特征 |
4.6 花粉-柱头互作与病原菌-植物互作的相似性 |
4.7 柱头中的SAM循环 |
4.8 总结与展望 |
参考文献 |
附录Ⅰ |
附录Ⅱ |
附录Ⅲ 作者简介及论文发表情况 |
致谢 |
(2)油菜自交不亲和基因BnSCR1和BnSRK1保守性及其启动子调控分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略词表 |
1 文献综述 |
1.1 自交不亲和概述 |
1.2 芸薹属自交不亲和机制的研究进展 |
1.2.1 芸薹属自交不亲和识别反应决定基因的鉴定 |
1.2.2 芸薹属自交不亲和S位点的显隐性关系 |
1.2.3 芸薹属自交不亲和信号传导下游基因的鉴定 |
1.2.4 芸薹属自交不亲信号传导路径 |
1.3 拟南芥自交不亲和性的研究 |
1.4 甘蓝型油菜中自交不亲和性的应用 |
1.5 自交不亲和基因的启动子研究 |
1.5.1 真核生物的启动子结构和分类 |
1.5.2 自交不亲和识别反应花粉决定基因SCR启动子的研究 |
1.5.3 甘蓝型油菜柱头特异表达基因启动子的研究 |
1.6 MYB转录因子在甘蓝型油菜中的研究 |
1.7 本研究的目的和意义 |
2 材料与方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 质粒及生化试剂 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 油菜和拟南芥DNA提取 |
2.3.2 PCR反应及片段的克隆、测序和质粒提取 |
2.3.3 油菜各组织与拟南芥花蕾总RNA的抽提及检测 |
2.3.4 RT-PCR及Realtime-PCR |
2.3.5 表达载体构建 |
2.3.6 农杆菌介导的植物遗传转化及阳性植株鉴定 |
2.3.7 GUS染色分析 |
2.3.8 花药半薄切片的制作 |
2.3.9 自交不亲和表型鉴定 |
2.3.10 花粉萌发观察 |
2.3.11 酵母文库的构建及筛库 |
2.3.12 拟南芥原生质体的转化 |
2.3.13 原生质体的瞬时表达 |
2.3.14 亚细胞定位 |
2.3.15 原核蛋白表达、纯化及检测 |
2.3.16 凝胶阻滞电泳(EMSA)方法 |
2.3.17 生物信息相关分析 |
3 实验结果 |
3.1 BnSCR1-BnSRK1-BnARC1在拟南芥中的功能保守性研究 |
3.1.1 转基因拟南芥植株的筛选 |
3.1.2 转基因拟南芥植株表型鉴定 |
3.1.3 转基因拟南芥BnSCR1、BnSRK1和BnARC1的表达分析 |
3.2 甘蓝型油菜自交不亲和柱头决定基因BnSRK1启动子分析 |
3.2.1 BnSRK1启动子的克隆 |
3.2.2 BnSRK1基因启动子的分析 |
3.3 甘蓝型油菜自交不亲和花粉决定基因SCR启动子分析 |
3.3.1 甘蓝型油菜自交不亲和基因BnSCR-1300和BnSCR-6动子分析 |
3.3.2 BnSCR1基因启动子表达模式进一步分析 |
3.4 甘蓝型油菜BnPHL2α基因的克隆和功能分析 |
3.4.1 酵母文库的构建及筛选 |
3.4.2 BnPHL2α与BnSCR1启动子互作区域的进一步鉴定 |
3.4.3 BnPHL2α的亚细胞定位 |
3.4.4 BnPHL2α基因的表达检测 |
3.4.5 BnPHL2α的转录激活/抑制分析 |
3.4.6 BnPHL2α的转录激活/抑制区域分析 |
3.4.7 原生质体瞬时转化检测BnPHL2α对P342启动子活性的调控 |
3.4.8 BnPHL2α蛋白的表达与纯化 |
3.4.9 凝胶阻滞实验体外验证BnPHL2α与BnSCR1基因启动子的结合 |
3.4.10 BnPHL2α基因的功能验证 |
3.4.10.1 运用CRISPR技术研究BnPHL2α的功能 |
3.4.10.2 BnPHL2α转基因植株检测与分析 |
4 讨论 |
4.1 转基因拟南芥自交不亲和信号传导通路探讨 |
4.2 甘蓝型油菜SCR1基因的启动子调控探讨 |
4.3 BnSRK1基因的启动子序列分析与探讨 |
4.4 SCR与花粉外被蛋白的研究 |
4.5 BnPHL2α与MYB家族转录因子 |
4.6 BnPHL2α在甘蓝型油菜中的功能探讨 |
4.7 总结和展望 |
参考文献 |
附录1 引物序列 |
附录2 BnSRK1、BnSCR-1300和BnSCR-6基因启动子序列 |
附录3 BnSCR-1300 和 BnSCR-6 基因启动子序列 |
附录4 BnPHL2α 与其同源拷贝的核苷酸序列比对结果 |
附录5 作者简介 |
致谢 |
(3)甘蓝型油菜自交不亲和保持机理及AtPUB2在自交不亲和反应中功能研究(论文提纲范文)
目录 |
摘要 |
Abstract |
缩略语表 |
前言 |
1 自交不亲和概况 |
1.1 自交不亲和性的分布 |
1.2 自交不亲和性分类 |
1.3 十字花科自交不亲和性的细胞学反应 |
2 十字花科自交不亲和性受孢子体型S位点复等位基因控制 |
3 S位点分子生物学研究 |
3.1 首个S位点基因SLG的发现 |
3.2 自交不亲和特异性识别反应柱头决定因子SRK的发现 |
3.3 自交不亲和特异性识别反应花粉决定因子SCR/SP11的发现 |
3.4 S haplotypes结构和多态性 |
3.5 S haplotypes间显隐性关系 |
4 芸薹属自交不亲和反应信号传导 |
4.1 SRK激活细胞信号传导通路拒绝自身花粉 |
4.2 MLPK与SRK相互作用促进SI |
4.3 与SRK激酶结构域互作的蛋白 |
4.4 THL可抑制SRK活性 |
4.5 ARC1作为SRK下游反应底物促进SI |
4.6 Exo70A1作为ARC1的作用底物参与亲和反应 |
5 自交不亲和性与杂种优势利用 |
5.1 自交不亲和性的应用 |
5.2 甘蓝型油菜自交不亲和系的选育 |
5.2.1 自交分离筛选 |
5.2.2 种间杂交选育 |
5.2.3 人工合成自交不亲和系 |
5.3 自交不亲和系的繁殖 |
5.3.1 剥蕾授粉 |
5.3.2 喷施盐水 |
5.3.3 CO_2处理 |
5.3.4 利用保持系繁殖自交不亲和系 |
5.4 利用油菜自交不亲和系配制杂种的途径 |
5.4.1 单交杂种 |
5.4.2 三系杂种 |
5.4.3 双交杂种 |
5.4.4 两系杂种 |
6 未来工作展望 |
第一章 甘蓝型油菜自交不亲和保持性研究 |
1 研究背景 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 亲和性的鉴定 |
2.2.2 引物合成与测序 |
2.2.3 DNA的提取 |
2.2.4 PCR扩增 |
2.2.5 扩增片段回收 |
2.2.6 E. coli感受态细胞制备 |
2.2.7 TA克隆转化及筛选 |
2.2.8 油菜花蕾总RNA的抽提及检测 |
2.2.9 cDNA第一条链合成 |
2.2.10 半定量基因表达分析 |
2.2.11 遗传分析 |
3 结果与分析 |
3.1 甘蓝型油菜自交不亲和系S-1300核心保持系的鉴定 |
3.2 核心保持系S单倍型鉴定 |
3.3 保持系中分子标记的开发与利用 |
3.4 保持系Bing409遗传分析 |
3.5 保持系89008遗传分析 |
3.6 保持系中S位点基因表达分析 |
3.7 保持性机理分析 |
4 讨论 |
4.1 甘蓝型油菜自交不亲和保持系 |
4.2 芸薹属中S单倍型的显隐性关系 |
4.3 甘蓝型油菜自交不亲和机理研究与应用 |
第二章 AtPUB2在自交不亲和反应中功能研究 |
1 研究背景 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 拟南芥Plant U-box蛋白的生物信息学分析 |
2.2.2 突变体幼苗筛选 |
2.2.3 F_2代分离群体基因型分析 |
2.2.4 基因表达分析 |
2.2.5 GUS表达载体构建 |
2.2.6 拟南芥的遗传转化与阳性苗筛选 |
2.2.7 Southern杂交 |
2.2.8 授粉测验 |
2.2.9 酵母双杂交 |
2.2.10 GUS染色分析 |
2.2.11 病原菌抗病性检测 |
3 结果与分析 |
3.1 拟南芥中Plant U-box蛋白的生物信息学分析 |
3.1.1 拟南芥中AtPUBs蛋白 |
3.1.2 柱头中表达的AtPUBs基因 |
3.1.3 AtPUBs蛋白与BnARC1蛋白的亲缘关系分析 |
3.1.4 AtPUBs蛋白的二级结构预测分析 |
3.1.5 AtPUB2的表达模式预测 |
3.2 AtPUB2对自交不亲和反应的影响 |
3.2.1 T-DNA插入突变体鉴定与分析 |
3.2.2 AtPUB2与自交不亲和反应 |
3.2.3 AtPUB2与花粉管的生长 |
3.3 AtPUB2与SRK间相互作用分析 |
3.3.1 基因克隆与酵母表达载体鉴定 |
3.3.2 相互作用鉴定 |
3.4 AtPUB2的表达分析 |
3.4.1 AtPUB2启动子克隆及融合GUS表达载体构建 |
3.4.2 AtPUB2pr::uidA单拷贝阳性苗筛选 |
3.4.3 AtPUB2表达分析 |
3.5 病原菌抗病性检测 |
4 讨论 |
4.1 AtPUB2不参与拟南芥中自交不亲和反应 |
4.2 AtPUB2功能分析 |
4.3 自交不亲和反应可能存在多条信号传导通路 |
4.4 自交不亲和反应相关基因的分离与鉴定 |
4.4.1 利用激活标签分离和鉴定自交不亲和反应相关基因 |
4.4.2 利用全基因组关联分析发掘和鉴定自交不亲和反应相关基因 |
参考文献 |
附录1 第一章研究中所用引物 |
附录2 第二章研究中所用引物 |
附录3 作者简介和在读期间发表的论文 |
致谢 |
(4)甘蓝型油菜自交不亲和分子恢复机理研究及应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略语表 |
1 文献综述 |
1.1 自交不亲和性概述 |
1.2 芸薹属自交不亲和的分子机理 |
1.2.1 自交不亲和识别基因的鉴定 |
1.2.2 S单倍型及其显隐性关系 |
1.2.3 芸薹属植物自交不亲和反应机制 |
1.3 以拟南芥作模式的自交不亲和研究 |
1.4 十字花科植物中花粉-柱头的互作研究 |
1.5 甘蓝型油菜中自交(不)亲和性的研究和应用 |
1.6 研究目的与意义 |
2 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 植物材料 |
2.1.2 载体和菌株 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 油菜DNA提取 |
2.2.2 PCR反应及片段的克隆,测序 |
2.2.3 油菜各组织总RNA的抽提及检测 |
2.2.4 RT-PCR及Real time-PCR |
2.2.5 表达载体构建 |
2.2.6 农杆菌介导的油菜遗传转化 |
2.2.7 农杆菌介导的拟南芥遗传转化及阳性植株的筛选 |
2.2.8 GUS分析 |
2.2.9 花药半薄切片的制作 |
2.2.10 自交不亲和表型鉴定 |
2.2.11 花粉萌发观察 |
2.2.12 S单倍型与S位点基因的命名 |
2.3 数据分析 |
2.3.1 遗传分析 |
2.3.2 生物信息相关分析 |
2.4 转录组测序 |
2.4.1 cDNA文库构建和Solexa/Illumina测序 |
2.4.2 RNA-seq数据处理 |
2.4.3 DEGs(差异表达基因)的分析与注释 |
3 结果 |
3.1 自交不亲和系‘S-1300’的遗传特征 |
3.1.1 自交不亲和系‘S-1300’与恢复系‘10-9-10-9-8400’中S单倍型的组成 |
3.1.2 自交不亲和系‘S-1300’的遗传分析 |
3.1.3 BnSP11-1300与BnSRK-1300基因的克隆 |
3.1.4 BnSP11-1300与BnSRK-1300基因的表达分析 |
3.2 自交不亲和分子标记体系的建立 |
3.2.1 分析恢复系‘10-9-8400’中BnSRK-1与BnSP11-1基因的核酸序列 |
3.2.2 建立自交不亲和分子标记体系 |
3.2.3 调查父本的基因型及其与F_1表型的关系 |
3.3 ‘10-9-8400’与‘Westar’自交亲和性的研究 |
3.3.1 油菜中Helitron类转座子的发现及进化分析 |
3.3.2 BnSP11-1基因启动子分析 |
3.3.3 BnSP11-1基因的功能互补 |
3.4 基于RNA-seq技术的亲和/不亲和分子机理初探 |
3.4.1 差异表达基因的鉴定 |
3.4.2 差异表达基因的注释 |
3.4.3 RNA-seq数据的验证 |
4 讨论 |
4.1 ‘S-1300’的自交不亲和性 |
4.2 芸薹属S单倍型互作及显隐性关系 |
4.3 ‘S-1300’的遗传基础及在SI分子标记体系在育种中的应用 |
4.4 Helitrons在甘蓝型油菜的进化中起着关键的作用 |
4.5 BnSP11-1基因启动子的顺式元件 |
4.6 野生型‘Westar’柱头的授粉特性 |
4.7 亲和/不亲和的花粉-柱头互作具有一些共同的信号传导路径 |
4.8 亲和/不亲和授粉中一些可能的信号传导路径 |
4.9 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录1 |
附录2 |
附录3 |
附录4 |
附录5 |
(5)分子标记辅助选育甘蓝型油菜自交不亲和系(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 文献综述 |
1.1 油菜杂种优势利用途径 |
1.1.1 雄性不育杂交种 |
1.1.2 自交不亲和杂交种 |
1.1.3 化学杀雄(Chemical hybriding agents,CHA)杂交种 |
1.1.4 其他利用途径 |
1.2 自交不亲和性 |
1.2.1 植物自交不亲和性 |
1.2.2 自交不亲和的分类 |
1.2.3 自交不亲和性的表现 |
1.2.4 孢子体自交不亲和性的生理机制 |
1.2.5 芸苔属孢子体自交不亲和的分子基础 |
1.2.5.1 芸薹属的自交不亲和基因及分类 |
1.2.5.2 柱头中表达的S基因SLG和SRK |
1.2.5.3 花粉中表达的S基因SCR/SP11 |
1.2.5.4 S-位点非连锁的功能分子 |
1.2.6 芸薹属自交不亲和反应 |
1.2.7 自交不亲和性的鉴定 |
1.2.7.1 亲和指数法 |
1.2.7.2 荧光显微法 |
1.2.7.3 等电点聚焦电泳法 |
1.2.7.4 免疫测定法 |
1.2.7.5 分子标记鉴定法 |
1.2.8 甘蓝型油菜自交不亲和性的获得 |
1.2.8.1通过甘蓝型油菜与白菜型油菜种间杂交,将白菜型油菜中的控制自交不亲和基因转到甘蓝型油菜中去 |
1.2.8.2 从现有甘蓝型油菜品种中,通过自交分离来筛选出自交不亲和单株. |
1.2.8.3 其他方法 |
1.2.9 自交不亲和系的繁殖 |
1.2.9.1 剥蕾授粉法 |
1.2.9.2 盐水处理法 |
1.2.9.3 CO_2处理法 |
1.2.9.4 利用保持系繁殖自交不亲和系 |
1.2.9.5 其他方法 |
1.2.10 利用油菜自交不亲和系配制杂种的途径 |
1.2.10.1 油菜自交不亲和杂种优势利用途径 |
1.2.10.2 自交不亲和两系杂种的选育 |
1.3 分子标记技术在油菜育种中的应用 |
1.3.1 分子标记的优点 |
1.3.2 分子标记的分类和特点 |
1.3.2.1 基于DNA-DNA杂交的DNA标记 |
1.3.2.2 基于PCR的DNA分子标记 |
1.3.2.3 限制性酶切和PCR结合的分子标记 |
1.3.2.4 基于单核苷酸多态性的分子标记 |
1.3.3 分子标记在油菜遗传育种中的应用 |
1.3.3.1 遗传图谱的构建 |
1.3.3.2 控制重要性状基因的定位 |
1.3.3.3 杂种优势预测 |
1.3.4 分子标记辅助选择育种 |
1.3.4.1 前景选择 |
1.3.4.2 背景选择 |
1.3.5 MAS育种策略 |
2 本研究的目的、意义 |
3 材料和方法 |
3.1 材料 |
3.2 SCAR标记 |
3.3 田间试验 |
3.3.1 亲和表型观察和亲和指数调查 |
3.3.2 技术路线 |
3.4 亲和指数法 |
3.5 DNA提取 |
3.6 PCR扩增 |
3.7 琼脂糖凝胶电泳检测 |
4 结果与分析 |
4.1 芸薹属甘蓝型油菜孢子体自交不亲和性的遗传分析 |
4.2 芸薹属甘蓝型油菜自交不亲和性的分子标记 |
4.2.1 标记体系 |
4.2.2 分子标记辅助筛选改良自交不亲和植株 |
4.3 分子标记辅助选育甘蓝型油菜自交不亲和系 |
4.3.1 分子标记辅助选育 |
4.3.2 分子标记辅助选择高世代自交不亲和系亲和指数鉴定 |
5 讨论 |
5.1 甘蓝型油菜自交不亲和性遗传 |
5.2 自交不亲和性鉴定 |
5.3 分子标记辅助选择育种和传统常规育种 |
5.4 分子标记有效性鉴定 |
5.5 目前分子标记辅助选择(MAS)育种遇到的问题和应用前景 |
参考文献 |
致谢 |
(6)甘蓝CMS451不育系的选育和利用及其不育机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 甘蓝的杂种优势 |
1.2 甘蓝杂种优势利用途径 |
1.2.1 自交不亲和系利用 |
1.2.2 雄性不育系利用 |
1.2.3 化学杀雄利用 |
1.3 十字花科作物雄性不育研究进展 |
1.3.1 十字花科作物雄性不育的来源 |
1.3.2 甘蓝类蔬菜雄性不育的遗传类型 |
1.3.3 十字花科作物雄性不育细胞学研究 |
1.3.4 十字花科作物雄性不育生理生化研究 |
1.3.5 十字花科作物细胞质雄性不育分子机理研究 |
1.3.6 十字花科作物分子标记研究 |
1.4 十字花科作物细胞质雄性不育杂种优势利用 |
1.4.1 Ogu CMS的利用 |
1.4.2 Pol CMS利用 |
1.4.3 陕2A CMS利用 |
1.5 本研究的目的和意义 |
第二章 甘蓝CMS451不育系的选育及形态比较 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 材料 |
2.1.2 试验方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 CMS451不育系选育过程 |
2.2.2 甘蓝不育系CMS451植物学特征 |
2.2.3 甘蓝不育系CMS451的不育性遗传特点 |
2.2.4 甘蓝不育系CMS451的花器官发育 |
2.2.5 甘蓝不育系CMS451的花蕾发育 |
2.3 讨论 |
第三章 甘蓝CMS451不育系利用研究 |
3.1 材料和方法 |
3.1.1 试验材料 |
3.1.2 试验方法 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 不育系与保持系配合力比较 |
3.2.2 利用CMS451和自交不亲和系繁育秦甘70品种比较 |
3.2.3 甘蓝雄性不育系制种技术研究 |
第四章 甘蓝CMS451不育系小孢子发生的细胞形态学研究 |
4.1 材料和方法 |
4.1.1 材料 |
4.1.2 方法 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 甘蓝保持系YP03-6小孢子发生的细胞形态学特征 |
4.2.2 甘蓝胞质雄性不育系CMS451小孢子发生的细胞形态学特征 |
4.2.3 不育系CMS158小孢子发生的细胞形态学特征 |
4.3 讨论 |
4.3.1 2个甘蓝雄性不育系花药败育的细胞学特征比较 |
4.3.2 2个甘蓝雄性不育系花药败育的时期与方式 |
4.3.3 雄性不育与绒毡层的关系 |
第五章 甘蓝胞质雄性不育与内源激素含量的关系 |
5.1 材料与方法 |
5.1.1 材料 |
5.1.2 方法 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 甘蓝花蕾不同发育时期内源激素含量变化 |
5.2.2 甘蓝不育系及其保持系花蕾中内源激素平衡比较 |
5.3 讨论 |
第六章 甘蓝胞质雄性不育游离氨基酸含量研究 |
6.1 材料与方法 |
6.1.1 材料 |
6.1.2 方法 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 甘蓝胞质雄性不育系CMS451与保持系YP03-6叶片游离氨基酸含量 |
6.2.2 甘蓝胞质雄性不育系CMS451与保持系YP03-6花蕾游离氨基酸含量 |
6.2.3 叶片与花蕾游离氨基酸含量比较 |
6.3 讨论 |
第七章 甘蓝CMS451不育系花蕾的活性氧动态变化研究 |
7.1 材料和方法 |
7.1.1 材料 |
7.1.2 方法 |
7.2 结果与分析 |
7.2.1 不育系与保持系花蕾中O_2~-产生速率、H_2O_2和MDA含量的变化 |
7.2.2 不育系与保持系花蕾中POD、SOD和CAT酶活性变化 |
7.3 讨论 |
7.3.1 甘蓝细胞胞质雄性不育和活性氧代谢的关系 |
7.3.2 甘蓝细胞质雄性不育和抗氧化酶活性的关系 |
第八章 甘蓝细胞质雄性不育相关基因的克隆及序列分析 |
8.1 材料和方法 |
8.1.1 材料 |
8.1.2 试验方法 |
8.2 结果与分析 |
8.2.1 甘蓝叶片mtDNA检测 |
8.2.2 不育相关片段扩增 |
8.2.3 阳性克隆的酶切鉴定 |
8.2.4 序列测定和结构分析 |
8.3 讨论 |
第九章 总结 |
9.1 甘蓝细胞质雄性不育系CMS451形态学研究 |
9.2 甘蓝细胞质雄性不育系CMS451利用研究 |
9.3 甘蓝细胞质雄性不育小孢子发生的细胞学形态研究 |
9.4 甘蓝细胞质雄性不育与内源激素含量的关系 |
9.5 甘蓝胞质雄性不育游离氨基酸含量研究 |
9.6 甘蓝细胞质雄性不育系花蕾的活性氧动态变化 |
9.7 甘蓝胞质雄性不育相关基因的克隆及序列分析 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(7)甘蓝型油菜自交不亲和保持性的遗传分析及其连锁分子标记(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略语表 |
1 文献综述 |
1.1 自交不亲和性的概述 |
1.2 自交不亲和的分类 |
1.2.1 异型性自交不亲和和同型性自交不亲和 |
1.2.2 配子体自交不亲和和孢子体自交不亲和 |
1.3 自交不亲和的表现 |
1.4 自交不亲和性的生理机制 |
1.4.1 配子体自交不亲和性的生理机制 |
1.4.2 孢子体自交不亲和性的生理机制 |
1.5 芸薹属孢子体自交不亲和的分子机制 |
1.5.1 SLG |
1.5.2 SRK |
1.5.3 SCR/SP11 |
1.5.4 S-位点非连锁的功能分子 |
1.5.5 自交不亲和反应 |
1.6 芸薹属孢子体自交不亲和性的鉴定 |
1.6.1 亲和指数(Self-compatibility index,SCI)法 |
1.6.2 荧光显微法(Pollen-tube fluorescence microxcopy) |
1.6.3 等电聚焦电泳(Isoelectric focusing electrophoresis.IEF)法 |
1.6.4 免疫测定法 |
1.6.5 分子标记鉴定法 |
1.7 芸薹属自交不亲和系的繁殖 |
1.7.1 剥蕾授粉法 |
1.7.2 盐水处理法 |
1.7.3 利用保持系繁殖自交不亲和系 |
2 本研究的目的和意义 |
3 材料和方法 |
3.1 试验材料 |
3.2 亲和指数的调查和亲和性的鉴别 |
3.3 DNA的提取 |
3.4 PCR扩增 |
3.5 PCR检测 |
3.6 CAPS分析 |
3.7 引物设计 |
3.8 PCR扩增产物片段回收、克隆、测序 |
4 结果与分析 |
4.1 甘蓝型油菜自交不亲和保持性的遗传分析 |
4.1.1 亲本及其F1的亲和性 |
4.1.2 91806保持性的遗传分析 |
4.1.3 丙409保持性的遗传分析 |
4.2 甘蓝型油菜自交不亲和保持系的S位点分布 |
4.2.1 S位点的特异引物 |
4.2.2 91806和丙409的S位点分布 |
4.3 91806和丙409的S位点分布与保持性的关系 |
4.3.1 91806的S位点分布与保持性的关系 |
4.3.2 丙409的S位点分布与保持性的关系 |
4.4 丙409保持性连锁分子标记的发展 |
4.4.1 CAPS标记 |
4.4.2 SCAR分子标记 |
4.4.3 双重PCR标记 |
4.4.4 丙409保持性的连锁分子标记 |
5 讨论 |
5.1 自交不亲和保持系 |
5.2 甘蓝型油菜自交不亲和性的遗传 |
5.3 甘蓝型油菜自交不亲和性的分子标记 |
5.4 分子标记鉴定自交不亲和性和辅助改良自交不亲和保持系 |
5.5 甘蓝型油菜自交不亲和性的利用前景 |
参考文献 |
致谢 |
(8)分子标记在油菜杂种优势利用中的研究进展(论文提纲范文)
1 油菜授粉控制系统相关基因的分子标记 |
1.1 细胞核雄性不育相关基因的分子标记 |
1.1.1 与不育基因连锁的分子标记 |
1.1.2 与可育基因连锁的分子标记 |
1.1.3 恢复基因的分子标记 |
1.2 细胞质雄性不育育性基因的分子标记 |
1.2.1 细胞质雄性不育基因的鉴定及其特异性标记 |
1.2.2 细胞质雄性不育恢复基因的分子标记 |
2 油菜杂交亲本遗传差异分子标记鉴定及杂种优势群划分 |
3 利用分子标记鉴定油菜杂种纯度 |
4 利用分子标记预测油菜杂种优势 |
5 问题与展望 |
(9)甘蓝型油菜自交不亲和性的初步研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
缩略语表 |
1 文献综述 |
1.1 油菜杂种优势利用的途径 |
1.1.1 细胞质雄性不育 |
1.1.2 细胞核雄性不育 |
1.1.3 自交不亲和性 |
1.1.4 化学杀雄 |
1.1.5 其它途径 |
1.2 甘蓝型油菜自交不亲和性的利用 |
1.2.1 甘蓝型油菜自交不亲和系的选育 |
1.2.1.1 自交分离 |
1.2.1.2 种间杂交 |
1.2.2 甘蓝型油菜自交不亲和系的繁殖 |
1.2.2.1 剥蕾授粉法 |
1.2.2.2 喷施盐水 |
1.2.2.3 利用保持系 |
1.2.2.4 CO_2处理法 |
1.2.3 甘蓝型油菜自交不亲和系杂种 |
1.2.3.1 单交杂种 |
1.2.3.2 三系杂种 |
1.2.3.3 双交杂种 |
1.3 油菜自交不亲和性的分子研究 |
1.3.1 SLG基因 |
1.3.2 SRK基因 |
1.3.3 柱头决定因子 |
1.3.4 SCR/SP11基因 |
1.3.5 S单元型之间的显隐性关系 |
1.3.6 SLG、SRK和SP11之间的物理距离 |
1.3.7 SRK与SP11的相互作用 |
1.3.8 SSI的信号因子 |
1.3.8.1 ARC1 |
1.3.8.2 THL1/2 |
1.3.8.3 MLPK |
1.3.9 SSI自交不亲和反应 |
1.4 分子标记在油菜育种中的应用 |
1.4.1 DNA分子标记的种类和特点 |
1.4.2 油菜遗传图谱的构建 |
1.4.3 油菜重要性状的分子标记 |
1.4.4 分子标记辅助选择 |
1.4.5 分子标记的其他应用 |
2 本研究的目的、意义和研究内容 |
3 材料和方法 |
3.1 材料 |
3.2 田间试验 |
3.3 亲和指数法 |
3.4 DNA提取 |
3.5 PCR扩增 |
3.6 PAGE分析 |
3.7 CAPS分析 |
3.8 引物设计 |
3.9 片段克隆、测序 |
3.9.1 片段回收 |
3.9.2 连接反应 |
3.9.3 大肠杆菌感受态细胞的制备及转化 |
3.9.4 重组子筛选、鉴定 |
3.9.5 克隆片段的测序及序列分析 |
3.10 数据分析 |
3.10.1 适合性测验 |
3.10.2 S位点作图 |
3.10.3 序列分析 |
4 结果与分析 |
4.1 甘蓝型油菜自交不亲和性的遗传 |
4.1.1 S-1300的自交不亲和性 |
4.1.2 F_1植株的亲和性 |
4.1.3 分离群体的亲和性调查 |
4.1.4 株系的亲和性调查 |
4.2 甘蓝型油菜自交不亲和性的分子标记 |
4.2.1 文献引物发展的标记 |
4.2.2 标记片段序列分析 |
4.2.3 SCAR引物设计 |
4.2.4 SCAR引物筛选 |
4.2.5 显性的SCAR标记 |
4.2.6 多重PCR标记 |
4.2.7 标记辅助选择 |
4.2.8 S位点定位 |
4.3 甘蓝型油菜自交不亲和基因的克隆 |
4.3.1 引物扩增的区域 |
4.3.2 扩增片段序列分析 |
4.3.3 基因结构和序列分析 |
4.3.4 芸薹属自交不亲和基因的进化 |
4.4 甘蓝型油菜S位点的分布与自交不亲和系的恢保关系 |
4.4.1 F_1的自交不亲和性 |
4.4.2 引物扩增结果 |
4.4.3 CAPS分析 |
4.4.4 甘蓝型油菜S位点的分布 |
4.4.5 核甘酸序列和推断的氨基酸序列 |
5 讨论 |
5.1 甘蓝型油菜自交不亲和性的遗传 |
5.2 甘蓝型油菜自交不亲和性的分子标记 |
5.3 S-1300中S单元型的来源 |
5.4 甘蓝型油菜S单元型的分布 |
5.5 甘蓝型油菜S单元型的进化 |
5.6 甘蓝型油菜自交不亲和性的利用潜力 |
5.7 进一步的工作 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
已有研究成果 |
(10)甘蓝型油菜自交不亲和临保性及其连锁AFLP标记(论文提纲范文)
1 材料和方法 |
1.1 试验材料 |
1.2 田间试验方法 |
1.3 AFLP分析 |
1.4 数据分析 |
2 结果与分析 |
2.1 甘蓝型油菜自交不亲和临保性及其遗传分析 |
2.2 自交不亲和临保性的连锁AFLP标记 |
2.2.1 AFLP引物的筛选 |
2.2.2 AFLP标记的群体分析 |
3 讨论 |
3.1 甘蓝型油菜自交不亲和性的临保系 |
3.2 分子标记辅助改良自交不亲和临保系 |
4 结论 |
四、甘蓝型油菜自交不亲和系杂种纯度鉴定(论文参考文献)
- [1]甘蓝型油菜自交不亲和反应候选基因的功能研究及挖掘[D]. 张彤. 华中农业大学, 2018(01)
- [2]油菜自交不亲和基因BnSCR1和BnSRK1保守性及其启动子调控分析[D]. 周贵龙. 华中农业大学, 2018(01)
- [3]甘蓝型油菜自交不亲和保持机理及AtPUB2在自交不亲和反应中功能研究[D]. 张剑锋. 华中农业大学, 2014(09)
- [4]甘蓝型油菜自交不亲和分子恢复机理研究及应用[D]. 高长斌. 华中农业大学, 2013(10)
- [5]分子标记辅助选育甘蓝型油菜自交不亲和系[D]. 寇小培. 华中农业大学, 2012(02)
- [6]甘蓝CMS451不育系的选育和利用及其不育机理研究[D]. 许忠民. 西北农林科技大学, 2011(05)
- [7]甘蓝型油菜自交不亲和保持性的遗传分析及其连锁分子标记[D]. 唐家友. 华中农业大学, 2008(S2)
- [8]分子标记在油菜杂种优势利用中的研究进展[J]. 谭祖猛,李云昌,胡琼,梅德圣,程计华. 植物学通报, 2008(02)
- [9]甘蓝型油菜自交不亲和性的初步研究[D]. 张幸果. 华中农业大学, 2008(07)
- [10]甘蓝型油菜自交不亲和临保性及其连锁AFLP标记[J]. 李春艳,张幸果,王同华,李媛媛,陈庆芳,傅廷栋,沈金雄,马朝芝. 作物学报, 2007(09)