PPFS调节多倍体水稻花粉育性的功能研究

批准号:
31140033
项目类别:
专项基金项目
资助金额:
10.0 万元
负责人:
何玉池
依托单位:
学科分类:
C0207.植物生殖与发育
结题年份:
2012
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
宋兆建、薛小桥、张献华、马红霞、涂翼、甘露、张津铭
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中文摘要
多倍化是水稻育种的重要途径,而减数分裂紊乱导致的低结实率一直是多倍体水稻育种的瓶颈。我们成功选育了高结实性减数分裂稳定品系PMeS,从而突破了这一难题。前期研究表明PMeS水稻花粉育性正常,减数分裂时期PPFS(Polyploid-Pollen-Fertility-Stability)的表达显著高于非PMeS。ppfs突变体花粉育性显著下降,基因功能补偿后育性恢复正常。本研究拟以此为切入点探讨PPFS对PMeS水稻花粉育性调节的分子机制。通过调查影响PMeS水稻花粉育性的关键细胞学事件和特殊调控机制,研究PPFS对减数分裂,花粉的育性和结构的调节作用;通过分析其在PMeS水稻花粉发育中的动态表达及甲基化修饰,明确调节PPFS功能的分子机制;同时探讨可能参与这一发育过程调控的内源激素信号。以期详细解读PPFS 调节PMeS水稻花粉育性的具体功能,为多倍体水稻育种中关键种质的选择提供理论依据。
英文摘要
多倍化是水稻育种的重要途径,但因减数分裂紊乱导致的低结实率一直是制约多倍体水稻育种的瓶颈。减数分裂稳定品系PMeS的成功选育,突破了低结实的难关。前期研究证实PMeS花粉育性正常并高结实。采用比较蛋白质组学方法分析PMeS与非PMeS减数分裂时期花药蛋白质的差异表达,筛选出了在PMeS中显著高表达的ABC家族成员PPFS(Polyploid-Pollen-Fertility-Stability),定量PCR证实其显著高表达。ppfs花粉育性显著下降,减数分裂和早期花粉出现异常,基因功能补偿后恢复正常。GUS 染色显示该基因在花药和子房中优势表达,说明该基因具组织表达的特异性。不同发育时期的子房表达模式存在一定差异,早期主要在胚中表达,灌浆期则在胚乳中也有部分表达;在不同发育时期的花药中均可以检测到表达;但在营养体根、茎、叶中未检测到表达。进一步对ppfs花粉发育特点进行分析,结果表明ppfs减数分裂前期及减数分裂期表现出孢原细胞及花粉母细胞出现皱缩,退化等现象,从而导致减数分裂以及花粉发育的早期,中期出现系列异常,最终出现大量败育花粉。突变体与野生型相比,结实率显著下降,突变体的结实率低于20% %,相反对照的结实率则高达70.34% ,进一步分析表明胚胎败育主要发生在胚胎发育早期以及灌浆期。关于PPFS影响花粉发育的具体机理有待进一步深入研究。
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DOI:--
发表时间:--
期刊:Euphytica
影响因子:--
作者:Aiyun Wang;Xianhua Zhang;Chunhua Yang;Zhaojian Song;Chaoqun Du;Donglin Chen;Yuchi He(何玉池);Detian Cai;
通讯作者:
Aerenchyma formation and increased accumulation of free proline in roots of xerophytic Aloe vera L. cultured in nutrient solutions
营养液中培养的旱生库拉索芦荟根部通气组织的形成和游离脯氨酸积累的增加
DOI:10.5897/jmpr11.1221
发表时间:2012-01
期刊:Journal of Medicinal Plants Research
影响因子:--
作者:Yuci He(何玉池);Xiaoqiao Xue;Jinming Zhang;Hongxia Ma;Yi Tu;Jianjun Chen;Fazhi Chen;Hongliang Xu;Zhaojian Song;Detian Cai
通讯作者:Detian Cai
多倍体水稻花粉育性稳定的细胞及分子机制研究
- 批准号:31270356
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:何玉池
- 依托单位:
高结实性亚种间四倍体水稻生殖机理研究
- 批准号:30700041
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:16.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:何玉池
- 依托单位:
国内基金
海外基金
