一种绿豆柱头外露突变体的转录组分析

柱头外露作为提高作物异交率、制种纯度和降低制种成本的优良性状,在杂交制种中得到了广泛的利用。绿豆是一种闭花授粉的作物,被报道的柱头外露突变体很少。通过对冀绿7号的化学诱变,发现了1个柱头外露突变体se2,为明确该突变体柱头外露的分子机制,对该突变体及其野生型冀绿7号即将开放的花蕾进行了转录组测序(RNA-seq)分析。根据差异倍数|log2(Fold Change)|≥1,P≤0.05的标准筛选,在se2中共得到572个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中262个DEGs上调,310个DEGs下调。在基因本体(gene ontology,GO)数据库中,差异表达基因显著富集到代谢和生物合成等生物过程,定位在质外体和细胞壁、细胞膜等区域,与结合、氧化还原等分子功能有关。在京都基因与基因组百科全书(kyoto encyclopedia of genes and genome,KEGG)数据库中,差异表达基因显著富集在植物激素信号传导、次生代谢物生物合成等通路。功能注释发现许多有关细胞壁合成和代谢、细胞分裂和细胞扩张、植物激素相关的基因,因此推测se2突变体中龙骨瓣的细胞分裂、细胞扩张以及植物激素信号传导过程受到影响,从而导致了柱头外露。本研究为今后探究绿豆柱头外露的分子机制以及该性状在绿豆杂种优势中的利用奠定了基础。

BS型小麦光温敏雄性不育系柱头外露规律研究

BS型小麦光温敏雄性不育系的开花习性影响其异交性能,进而影响杂交小麦制种产量。为了明确柱头外露对不育系异交结实的影响,以15个不育系为材料,同时选取3个配合力好、制种性状优良的恢复系作为父本,研究不育系从始花期开始连续10 d柱头外露率的变化规律及其与异交结实的相关性。结果表明,不育系在开花过程中柱头外露率基本呈先升后降的变化趋势。在盛花期,柱头外露主要集中在中部穗位。柱头外露性状较好的不育系为BS278-2、BS163、BS366、BS210。相关性分析结果表明,柱头外露率与柱头外露小花异交结实率呈极显著正相关。综上说明,柱头外露是影响不育系异交结实的重要因素之一,在制种时选择具有柱头外露性状的不育系可提升制种产量。以上研究结果为高异交光温敏不育系的选育提供了科学依据。

水稻柱头外露性状遗传研究进展

在水稻发育过程中,柱头是接受外来花粉的重要器官。水稻高柱头外露率可以改良不育系的异交结实率,提升杂交稻的制繁种产量,在水稻杂种优势利用中扮演着重要角色。文中从遗传效应、QTL定位、基因克隆、育种应用以及分子设计育种等方面,阐述了水稻柱头外露性状的遗传育种研究进展,旨在为育种家们提供相关的参考。

水稻柱头外露率主效QTL qTSE4 的定位

[目的]柱头外露率是杂交水稻制种的一个重要指标,本研究旨在检测控制水稻柱头外露率QTL及精细定位相关基因。[方法]以低柱头外露率粳稻品种‘02428’和高柱头外露率亲本ZH464配组的F 2群体进行QTL位点检测,在目标区域内利用分子标记筛选杂合单株,对连续自交获得的F 2:3和F 3:4群体进行多年稳定QTL位点定位,同时利用BSA-seq技术对F 3:4群体进行柱头外露率QTL定位和候选基因序列分析。[结果]相关性分析结果显示单柱头外露率、双柱头外露率和总柱头外露率这3个性状存在极显著的相关性。以总柱头外露率作为表型数据,利用已构建的覆盖全基因组分子连锁遗传图谱进行QTL定位,检测到第2和4染色体上的2个位点:qTSE2和qTSE4,选择贡献率大的qTSE4位点进行后续研究,该位点在F 2:3和F 3:4群体中被重复检测到。结合BSA-seq测序结果,在qTSE4位点区间内筛选到2个存在差异的基因。[结论]qTSE4位点作为柱头外露相关的主效QTL位点,可进行后续的精细定位,筛选到的2个候选基因有待进一步转基因功能验证。

栽培稻与普遍野生稻两个重要分类性状花药长度和柱头外露率的QTL分析

用江西东乡普通野生稻（简称东乡普野）和桂朝２号的１１５株的ＢＣ１群体，构成了１张长度为１４１８．２ｃＭ．包含１２０个ＲＦＬＰ标记的遗传图谱，该图谱除第１染色体短臂上的标记的顺序与日本水稻基因组计划发表的图谱不同外，其他染色体上相对应的标记的顺序及标记之间的遗传距离基本一致。对控制花药长度和柱头外露率这两个栽培稻和野生稻的重要分类性状的ＱＴＬ分析结果表明，控制花药长度的２个ＱＴＬｓ分别位于第２染色体Ｃ４２４～Ｇ３９和第９染色体Ｃ２８０７～Ｃ１２６３间；控制柱头外露率的２个ＱＴＬｓ分别位于第５染色体Ｒ２２８９～Ｒ１５５３间和第８染色体Ｇ１１４９～Ｒ１９６３间。这两个重要分类性状的ＱＴＬｓ定位，为进一步研究野生稻进化到栽培稻的分子进化机理提供了有益的信息。

水稻柱头外露率的QTL分析

利用高柱头外露率的籼稻窄叶青 8号 (ZYQ8)和极低外露率的粳稻京系 17(JX17)以及由它们构建的加倍单倍体 (DH)群体 ,在海南对各DH株系的柱头外露率进行调查 ,并使用该群体的分子连锁图谱进行数量性状座位(QTL)分析。共检测到 2个控制水稻柱头外露率的QTL(qPES 2 ,qPES 3) ,分别位于第 2、第 3染色体 ;并发现控制柱头单边外露率的QTL与柱头外露率完全一致 ,而控制柱头双边外露率的QTL只在第 2染色体上检测到 ;其增效基因均来源于ZYQ8。同时定位的控制穗粒数的QTL位于第 6染色体和第 8染色体上 ,与柱头外露率之间没有连锁关系。

干旱胁迫下水稻柱头外露率加性、上位性效应和Q×E互作的剖析(英文)

在耐旱性筛选设施内对一套水稻重组自交系群体(共185个株系)进行两年的水分胁迫和非胁迫处理,调查每穗颖花数(SNP)、单边柱头外露率(PSES)、双边柱头外露率(PDES)和柱头总外露率(PES)等4个开花相关性状。方差分析结果显示年份、株系和水分处理,以及相互间互作的效应均达显著水平。表型相关以PSES和PES间最高(r=0.9752***),其次为PDES和PES(r=0.7150***),最次为PSES和PDES间(r=0.5424***)。利用203个SSR标记建立的连锁图,胁迫和非胁迫条件下各检测到6个SNP的主效QTL,3～4个PSES、PDES和PES的主效QTL;检测到1～9对上位性QTL影响颖花数和柱头外露率。大部分加性和上位性效应的贡献率较低(0.76%～9.92%),仅有少数QTL或上位性QTL解释总方差的10%以上。一些主效和上位性QTL在PSES、PDES和PES间被共同检测到,解释了不同柱头外露率指标间高度正相关关系。几乎没有在水分胁迫和非胁迫两种条件下都检测到的QTL,暗示着干旱对颖花数和柱头外露率有严重的影响。

滇型杂交粳稻保持系与不育系柱头外露的遗传关系

通过对滇型杂交粳稻保持系和不育系开花期柱头外露率的调查,研究保持系与不育系柱头外露的遗传关系。分析结果表明:保持系柱头单外露率、双外露率与不育系柱头单外露率、双外露率均存在着极显著正相关关系,保持系柱头单外露率与不育系柱头单外露率之间的相关关系最密切;偏相关系数分别为rBA,A1=0.657,rB1A1,A=0.556,rB1A,A1=0.345,rBA1,A=0.100。保持系柱头单外露率、双外露率对不育系柱头单外露率的二元回归方程为:Y=2.623+0.765X1+0.455X2,说明保持系与不育系的柱头外露存在着显著的遗传关系。保持系柱头单外露率对不育系柱头单外露率的贡献(0.660)大于保持系柱头双外露率对不育系柱头单外露率的贡献(0.183),选择柱头外露率高的保持系能够选育出柱头外露率高的不育系。

开颖和柱头外露对小麦温光敏雄性核不育系异交结实的影响

为提高杂交小麦制种产量,对33个小麦温光敏雄性核不育系的开颖率和柱头外露率与总异交结实率的相关性进行了研究。结果表明,33个不育系的平均不育度为99.60%,天然异交结实率为79.74%,开颖率为83.40%,柱头外露率为4.85%。所有不育系开颖小花的平均异交结实率为86.13%,开颖小花结实占总异交结实的80.88%,开颖率与总异交结实率呈极显著正相关(r=0.831 4),说明开颖率是决定小麦温光敏核不育系异交结实率的关键因素之一。柱头外露小花的异交结实率为90.23%,其结实占总异交结实的5.39%,柱头外露率与总异交结实率呈正相关,但相关不显著,其原因与不育系的平均柱头外露率较低有关;但柱头外露小花的异交结实能力强于开颖小花,因此选育高柱头外露率小麦不育系有助于提高杂交小麦异交结实率和制种产量。

水稻柱头外露率QTLs定位及其互作分析

以协青早B/密阳46所构建的RIL群体及其相应分子遗传图谱,设置海南和杭州两地遗传试验,应用基于混合线性模型检测QTL主效应、上位性效应和G×E互作效应的遗传分析方法,对水稻柱头外露率(%)进行QTL联合分析．结果表明,该性状明显表现出海南较高(21．83%)而杭州较低(8．35%)的趋势．试验检测到1个主效应QTL(qSE6-1),其LOD值高达28．16,对性状表型的贡献率为14．14%,增效等位基因来自于母本,加性效应为5．10%,不存在显著的GE互作．试验还检测到3对显著的加性×加性双基因互作,上位性互作性效应和贡献率相对较小,且与环境不存在显著的互作．

棉花柱头外露种质类型及其杂种一代的光温特性研究Ⅱ.长日处理对棉花柱头外露光敏种质现蕾期和生育影响的研究

对棉花柱头外露 4个光敏种质的不同叶龄期幼苗进行 16h长日照处理。据观察结果表明 :在南昌地区夏播条件下 ,凡通过 1真叶期后的各叶龄期的自然光照 (13 .84h)处理 ,接着再给长日照 ,不能控制棉株现蕾的出现 ;只有在棉苗子叶期给予长日照 ,棉株才可能不现蕾。该类种质进行光照试验必须在 1真叶平展以前进行处理才能得到正确的结论。棉花柱头外露光敏种质感光敏感期为子叶期至

花粉管通道法转柱头外露棉DNA及转化体RAPD分析

提取"异9-3"柱头外露棉总基因组DNA,通过花粉管通道法经微量注射导入抗虫棉707 1的胚囊内,D1代田间筛选到柱头外露的转化植株.遗传分析结果表明转化株柱头外露性状由一对隐性基因控制.50个随机引物进行PCR扩增,33个引物扩增出的DNA在供体、受体和转化体之间呈现出多态性,其中引物S462(TCGGCACGCA)在供体和转化体之间出现相同产物而受体没有出现扩增产物,该引物有可能作为柱头外露系的分子标记.RAPD分析结果表明转化体与受体有较多相同基因位点,而与供体相同基因位点较少.转化体还有供体和受体都不具有的基因位点,这可能是外源DNA导入时引起碱基突变所致.

水稻花器性状和柱头外露特性及其相关性

以7个水稻三系不育系和7个水稻两用核不育系为材料,研究水稻不育系的花器性状和柱头外露特性及它们之间的相关性.结果表明,7个两用核不育系的平均颖花长度长于三系不育系的平均颖花长度;平均颖花宽度窄于三系不育系的平均颖花宽度;平均颖花长宽比大于三系不育系的平均颖花长宽比,说明两用核不育系的粒形较三系不育系的细长.相关和通径分析的结果表明,与柱头外露率关系最密切的花器性状有颖花长、颖花长宽比、柱头跨度和子房长度,其中颖花长宽比对柱头外露率的作用最大,说明颖花长度和颖花长宽比的增加有利于提高柱头外露率,因此在高柱头外露率不育系的选育中应加强粒形的选择,细长粒形的不育系其柱头外露率较高.

杂交旱稻保持系沪旱1B柱头外露率的QTL定位

本研究利用沪旱1B／Ⅱ-32B杂交的F2群体，对水稻的柱头外露率性状进行了QTL分析，研究其遗传机制，以改良沪旱1B的柱头外露率。试验共检测到10个与柱头外露率有关的QTLs，分布在4条染色体上，加性效应起主要作用。检测到3个影响单边柱头外露率（PSEs）的QTLs，分别位于3号、7号和9号染色体上，联合贡献率为21．44％；检测到2个影响双边柱头外露率（PDES）的QTLs，位于3号和9号染色体上，联合贡献率为15．98％；检测到5个影响总柱头外露率（PES）的QTLs，位于3，4，7，9号染色体上，其中3号染色体上有2个QTLs位点，总柱头外露率QTLs的单独贡献率在6．86％-9．73％之间，联合贡献率为39．42％。QTL上位性分析，检测到7对显著互作位点，解释了表型变异的67．39％，检测到的上位性效应主要以加性／加性互作效应为主，部分主效QTLs参与了互作。这些QTLs分子标记为改良沪旱1B的柱头外露率性状进行分子标记辅助选择提供参考。

施肥和激素对水稻不育系柱头外露率和结实率的影响

通过幼穗分化 5期前施尿素 ,“九二○”不同用量 ,喷施花调灵 ,施用KH2 PO4 和硼砂等试验 ,研究了不同处理对水稻不育系柱头外露率和结实率的影响。结果表明 :幼穗分化 5期是柱头生长的敏感期 ,追施氮肥能显著提高柱头外露率和结实率 ;适当增加“九二○”用量 ,喷施花调灵可提高柱头外露率和结实率 ;施用KH2 PO4 和硼砂也可提高柱头外露率和结实率 ,但提高幅度不大。

棉花柱头外露种质类型及其杂种一代的光温特性研究 Ⅳ.不同光照长度对棉花柱头外露种质生长发育的影响

供试的 7份棉花柱头外露种质材料中有 4份属光期敏感类型。在不同的光照长度处理下 ,棉花柱头外露种质的感光性 ,即对短光照的感应性有强、中、弱 3类。 (1)强感光性 ;(2 )中感光性 ;(3)弱感光性。

棉花柱头外露种质类型及其杂种一代的光温特性研究Ⅰ棉花柱头外露种质资源形态和农艺特征鉴定及类型

柱头外露棉株的形态特征和农艺性状表现出远缘杂种后代的多样性。根据这些特征可划分种质类型。按主要形态指标和光周期效应 ,种质可分为陆地棉型、海岛棉型、陆海棉型和海陆棉型 ;按感光性反应 ,种质可分为强感光型、中感光型和弱感光型 ;按株高特点 。

棉花柱头外露种质类型及其杂种一代的光温特性研究 V.棉花柱头外露光敏感种质延迟现蕾的临界日长研究

通过对 4个棉花柱头外露光敏感种质不同光照长度处理的试验结果表明 ,在江西南昌夏季昼夜高温条件下 ,延迟棉苗现蕾的临界日长 ys112∶0 0h、ys3 和 ys812∶2 0h、ys412∶4 0h。而造成光敏感种质不现蕾的临界日长较延迟现蕾的临界日长更长 ,ys1、ys4和 ys8,13∶4 0h ,ys3 15∶4 0h。

粳稻柱头外露率QTL定位

【目的】柱头外露是影响杂交水稻制种的一个重要性状。本研究旨在初步鉴定控制柱头外露率的QTL。【方法】以高柱头外露率粳稻两系不育系大S×低柱头外露率热带粳稻品系D50的F_2群体及海南陵水、浙江杭州两地重复种植的F_(2:3)群体为材料,考查F_2群体及陵水、杭州两地两次重复F_(2:3)群体单边柱头外露率(PSES)、双边柱头外露率(PDES)和柱头总外露率(PES)。【结果】相关分析表明,单边柱头外露率、双边柱头外露率和柱头总外露率之间存在极显著的正相关。根据构建的大S×D50 F_2群体遗传连锁图谱,QTL分析检测到水稻柱头外露率QTL 21个,分布于第1、2、3、4、6、7和12染色体上,贡献率变幅为0.1%~57.6%,除个别贡献率极低的位点外,绝大部分QTL加性效应来自于高值亲本大S。其中位于第4染色体和第12染色体的两个位点q PDES4,q PES12在F_2和两次重复F_(2:3)群体中均检测到,贡献率分别达17.86%和16.98%。位于第3染色体的q PES3位点在陵水、杭州两次F_(2:3)群体中重复检测到,贡献率高达25.6%。【结论】检测到的QTL,有些与其他学者报道的处于同一位置,有些则是新的柱头外露率QTL。这些水稻柱头外露率QTL为今后柱头外露率基因精细定位、克隆、以及利用分子标记辅助选择(MAS)选育高柱头外露率粳型不育系提供理论依据。

棉花开放花蕾长柱头外露种质在杂交制种中的利用价值

选用柱头外露棉种质的柱头外露长度在 10mm以上 ,异交率达 95 %以上 ,且将该种质的柱头外露性状回交转育到丰产品种上的次数达 2次以上的优良株系 ,来从事杂交棉的繁殖和制种生产 ,既可在进行杂交制种时免去人工去雄 ,降低杂种F1代的生产成本 ,又可选配出具有很好制种效率的强优势杂交组合。从而证明 。