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
负责人:
朱骏
依托单位:
学科分类:
C0207.植物生殖与发育
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
姚小贞、李月灵、石强胜、周海生、王凯琦、韩煜、张艳飞
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中文摘要
光温敏不育突变体在作物两系法杂交制种中应用广泛。当前的研究已经克隆了一些光温敏位点,但其育性转换机制仍不清楚。在前期工作中,我们获得了一个新的拟南芥温敏不育突变体—reversible male sterile (rvms),该突变体表现为常温不育,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)通过生化分子手段阐明RVMS基因在花粉发育中的作用;2)在rvms的背景下,已筛选得到育性恢复的突变体----suppressor of rvms (srv),我们将克隆SRV基因并对其生物学功能进行深入研究;3)通过比较分析SRV与RVMS的功能联系并获得参与调控育性转换的基因,进而阐明rvms突变体育性恢复的分子机制。同时,利用已获得的水稻osrvms突变体,验证该温敏恢复机制在作物中的保守性。本项目的完成将为农业生产中的杂交制种和遗传改良提供理论和技术支持。
英文摘要
Photoperiod/Thermo-sensitive genic male sterile (P/TGMS) lines are widely used in the breeding of hybrid crops. Although some (P/TGMS) genes have been identified, the mechanism of sterility–fertility conversion is still unclear. In previous work, we isolated a novel reversible male sterile (rvms) line, which exhibits the sterility phenotype under normal temperature and restored fertility under low temperatures. In this project we will: 1) analyze the role of RVMS gene in pollen development throughout biochemical and molecular approaches; 2) the fertility restoration mutant (suppressor of RVMS) from rvms has been isolated. We will identify the SRV restore gene and study its biological function; 3) comparative analyze the relationship between the SRV and RVMS to obtain the related genes, elucidating the molecular mechanism of sterility–fertility conversion of rvms. The rice osrvms mutant will be used to verify the conservative role of this sterility–fertility conversion mechanism in crops. This project will provide theoretical and technical support for the hybrid breeding and genetic improvement in the agricultural production.
光温敏不育突变体在作物两系法杂交制种中应用广泛。当前的研究已经克隆了一些光温敏位点,但其育性转换机制仍不清楚。在本项目中, 我们在获得拟南芥温敏不育突变体rvms的基础上,通过细胞学和生化分析手段阐明了RVMS基因编码一个在小孢子母细胞中特异表达的脂酶,参与到了花粉壁与细胞膜成分合成的通路当中。同时利用化学诱变剂通过遗传筛选获得了在rvms的背景下常温育性恢复的突变体srv1以及srv2,高通量测序分析后,克隆到了SRV1和SRV2基因。基因功能研究表明,SRV1作为细胞周期蛋白依赖性激酶,参与到第二次减数分裂的胞浆移动过程。 srv1突变体的减数分裂的过程被明显延迟。延迟的减数分裂过程为rvms突变体的小孢子花粉外壁内层的积累争取了时间,使小孢子存活。从而阐明了低温作为共同的环境信号,通过减缓生长发育来恢复温敏不育系的一个普遍机制。而SRV2作为多聚半乳糖醛酸酶参与到四分体初生壁果胶层的降解过程中。srv2突变体以及该基因的强突变体是由于四分体外果胶层的降解延迟,为温敏突变体中有缺陷的小孢子提供了足够的保护,从而使其发育恢复正常。这部分工作解析了温敏不育系在小孢子细胞壁转换过程中育性恢复的细胞学机制。本项目的完成为农业生产中的杂交制种和遗传改良提供了理论和技术支持。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Slowing development restores the fertility of thermo-sensitive male-sterile plant lines
减缓发育可恢复热敏雄性不育植物系的生育力
DOI:10.1038/s41477-020-0622-6
发表时间:2020-03
期刊:Nature Plants
影响因子:18
作者:Zhu Jun;Lou Yue;Shi Qiang-Sheng;Zhang Sen;Zhou Wen-Tao;Yang Jun;Zhang Cheng;Yao Xiao-Zhen;Xu Te;Liu Jia-Li;Zhou Lei;Hou Jian-Qiao;Wang Jia-Qi;Wang Shui;Huang Xue-Hui;Yang Zhong-Nan
通讯作者:Yang Zhong-Nan
OsMS188 Is a Key Regulator of Tapetum Development and Sporopollenin Synthesis in Rice.
OsMS188 是水稻绒毡层发育和孢粉质合成的关键调节因子
DOI:10.1186/s12284-020-00451-y
发表时间:2021-01-06
期刊:Rice (New York, N.Y.)
影响因子:--
作者:Han Y;Zhou SD;Fan JJ;Zhou L;Shi QS;Zhang YF;Liu XL;Chen X;Zhu J;Yang ZN
通讯作者:Yang ZN
A cellular mechanism underlying the restoration of thermo/photoperiod-sensitive genic male sterility
热/光敏感基因雄性不育恢复的细胞机制
DOI:10.1016/j.molp.2021.08.019
发表时间:2021-12-06
期刊:MOLECULAR PLANT
影响因子:27.5
作者:Shi, Qiang-Sheng;Lou, Yue;Yang, Zhong-Nan
通讯作者:Yang, Zhong-Nan
OsPKS1 is required for sexine layer formation, which shows functional conservation between rice and Arabidopsis
OsPKS1 是性腺层形成所必需的,这表明水稻和拟南芥之间的功能保守
DOI:10.1016/j.plantsci.2018.08.009
发表时间:2018-12-01
期刊:PLANT SCIENCE
影响因子:5.2
作者:Shi, Qiang-Sheng;Wang, Kai-Qi;Zhu, Jun
通讯作者:Zhu, Jun
Acyl-CoA synthetases from Physcomitrella, rice and Arabidopsis: different substrate preferences but common regulation by MS188 in sporopollenin synthesis
立碗藻、水稻和拟南芥酰基辅酶A合成酶:不同的底物偏好,但孢粉素合成中MS188的共同调控
DOI:10.1007/s00425-019-03189-0
发表时间:2019-08-01
期刊:PLANTA
影响因子:4.3
作者:Li, Yue-Ling;Zhang, Yan-Fei;Zhu, Jun
通讯作者:Zhu, Jun
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:58万元
- 批准年份:2020
- 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
