课题基金 / 基金详情

水稻PPR家族蛋白EMS19在温敏核不育中的功能研究

批准号:
32070343
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
朱骏
依托单位:
学科分类:
植物生殖与发育
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱骏

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
温敏不育突变体在作物两系法杂交制种的关键。目前水稻中有数个温敏核不育位点被克隆,但其遗传和分子机制仍有待阐明。在前期工作中,我们在揭示了模式植物中一个普遍的温敏育性转换机制,同时也获得了一个新的水稻温敏不育突变体ems19,该突变体呈现高温不育,低温育性恢复的表型。在本项目中,我们将以该突变体为基础,展开以下研究:1)通过细胞学手段阐明高温对ems19突变体花药和花粉发育的影响;2)利用分子和生化手段揭示编码PPR家族蛋白的EMS19基因在温敏核不育中的功能机理和作用网络;3)阐明低温恢复ems19育性的的分子机制,验证其作为新的温敏遗传位点在生产上的应用潜力。本项目的完成将为两系杂交育种生产实践提供基础依据和技术支持。
英文摘要
Thermo-sensitive male-sterile (TGMS) mutants play an essential role in two-line breeding system. Until now, several thermos-sensitive genetic loci have been cloned in rice but the underlying mechanism remains elusive. In the previous study, we had revealed a general mechanism of the sterility-fertility conversion in Arabidopsis. We also obtained a new TGMS mutant in rice and named ems19, which is male-sterile at high temperature while is male-fertile at low temperature. In this project, based on the analysis of ems19, we mainly focus on the research into the following ways: 1) to elucidate how the anther and pollen development of ems19 is affected under high temperature via the cytological observation; 2) to show the biological function and molecular pathway of EMS19 which encodes a PPR protein; 3) to reveal the molecular mechanism of fertility restoration of ems19 under low temperature, which may provide a potential for hybrid breeding as a new thermos-sensitive genetic locus. Therefore, this project will provide a basic theory and a technical support for the application of two-line breeding system.
光温敏不育突变体在作物两系法杂交制种中应用广泛。目前水稻中有数个温敏核不育位点被克隆,但其遗传和分子机制仍有待阐明。在本项目中,我们在解析了模式植物温敏不育机制的基础上,筛选到了了一个全新的温敏核雄性不育水稻株系,将其命名为ems19。该株系的突变位点发生在一个未报道的PPR家族蛋白的基因上,该基因在单子叶植物类群中高度保守。生化分子证据表明EMS19蛋白定位于花药绒毡层线粒体中,参与了花药绒毡层和小孢子的发育过程,在线粒体能量代谢过程有重要作用。该基因的突变导致了通过对ems19在高温下ROS的积累出现异常。此外,组织化学染色进一步发现其他水稻温敏突变体,高温导致ROS积累的现象普遍存在。因此,本项目的研究成果阐明了PPR蛋白家族成员在水稻温敏核不育中的重要作用,以及光照和温度对活性氧稳态的调控是水稻光温敏不育系育性转换的共性机制,为今后在光温敏不育机制在作物育种中的应用提供了基础。
温敏不育突变体(reversible male sterile)育性转换机制的研究
  • 批准号:
    31770348
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    朱骏
  • 依托单位:
AHL16调控花粉外壁内层形成的分子机理
  • 批准号:
    31100227
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    朱骏
  • 依托单位:
国内基金
海外基金