水稻雄性不育系裂颖的生理变化及转录组分析

为探究水稻雄性不育系裂颖的发生机理,挖掘水稻裂颖发生的关键基因,以期减少杂交水稻制种过程中裂颖的发生,以裂颖性状差异较大的雄性不育系香玉5A、玥020S及其恢复系R3576为供试材料,采集香玉5A和玥020S开花期颖果进行转录组测序分析,并测定了颖花开闭相关生理指标。结果显示,重度裂颖品种香玉5A颖果中可溶性糖和茉莉酸含量均高于轻度裂颖品种玥020S,而生长素含量则低于玥020S。转录组分析获得3099个差异表达基因(DEGs);GO富集分析表明,这些差异表达基因主要在代谢和催化过程中发挥作用;KEGG Pathway分析表明,这些差异表达基因主要通过植物病原互作、植物激素信号转导、淀粉与蔗糖代谢等途径富集。从淀粉与蔗糖代谢途径、植物激素信号转导途径和转录因子中筛选出了11个可能与裂颖发生密切相关的基因,结果表明Os07g0543300、OsJAR1和OsMADS16等基因可能是导致水稻雄性不育系裂颖发生的关键基因。本研究获得了不同裂颖性状水稻雄性不育系的差异表达基因及其功能注释信息,为进一步探明水稻不育系裂颖发生的分子机制奠定了基础。