一、单位点孢子体-配子体互作模型中不育基因的位置和效应的估计方法(英文)（论文文献综述）
陈林[1]（2019）在《同源四倍体水稻T449育性及杂种优势细胞和分子遗传学研究》文中研究表明同源四倍体水稻是二倍体水稻经过秋水仙碱加倍而成的种质。利用籼型和粳型同源四倍体水稻杂交产生的杂种F1具有较强的生物学优势和增产潜力,但是普遍存在育性偏低的情况,难以在生产上直接利用。本室之前的研究发现,栽培稻杂种花粉不育基因（Sa、Sb和Sc）互作是引起同源四倍体水稻杂种F1花粉高度不育的重要原因之一,并初步发现中性基因San和Sbn可以克服其杂种的花粉不育。为此,本文以携带有San和Sbn中性基因的同源四倍体水稻T449为研究材料,首先对该材料本身低育性所涉及的细胞遗传和基因组学等问题进行研究,包括（1）T449主要农艺性状表现和花粉发育的细胞学;（2）T449全基因组序列变异和花粉发育重要时期的基因表达谱特征。然后,通过与携带有花粉不育基因近等基因系杂交组配具有不同“互作”类型的杂种F1,对克服杂种花粉不育性的细胞学和转录组进行研究。最后,通过与新型四倍体水稻杂交组配杂种F1,研究杂种优势的表现及分子遗传基础。主要研究结果如下:1.同源四倍体水稻T449主要农艺性状和花粉发育的细胞学T449与二倍体原种E249比较,主要农艺性状包括株高、有效穗数、结实率和花粉育性均存在明显的差异,其中T449这四个性状分别为为84.50cm、4.25、34.47%和54.09%,E249分别为96.50 cm、7.35、89.38%和94.43%。T449花粉母细胞减数分裂过程所经历的时期与E249一样,但前者在减数分裂期的不同阶段均出现多种染色体行为异常的现象,包括多价体、染色体拖曳、染色体落后、微核和分裂不同步等情况。塑料半薄切片结果显示,T449在单核小孢子期糖类分布与E249明显不同,前者糖类大量聚集在花药药隔处;单核小孢子期的果糖和葡萄糖含量明显高于E249。以上结果说明,染色体行为异常和糖类代谢异常可能是导致T449花粉育性偏低的二个重要原因。2.同源四倍体水稻T449全基因组序列变异和花粉发育表达谱研究通过全基因组重测序,以E249为对照,在T449中分别鉴定到了81个SNPs和182个In Dels的纯合突变,这些纯合突变仅有3个非同义SNP和6个大效应的In Del变异。此外,在T449还检测到1794个SVs变异,涉及195个基因,主要涉及细胞死亡、凋亡、细胞程序性死亡等功能途径;检测到60个差异CNVs,涉及到了2个与减数分裂相关的基因,包括Os AM1和RAD17。转录组数据分析发现,与E249比较,T449在减数分裂期和单核小孢子期分别检测到了1645和3299个差异基因,其中75个是减数分裂相关或时期特异表达的基因,包括Os MTOPVIB和Os MOF;在单核小孢子期,蔗糖转运基因Os SUT5、单糖转运基因Os MST1和Os MST8在T449中的表达水平显着下调。这些结果显示T449不仅在减数分裂期间出现相关基因的表达异常,而且在单核小孢子期还出现糖类相关基因的表达异常,说明引起同源四倍体水稻花粉低育性原因的复杂性。为了验证差异表达的蔗糖转运基因Os SUT5在花粉发育中的功能,进一步利用CRISPR/Cas9技术对该基因进行敲除。在E249基因敲除的T1代中,观察到花粉育性降低的现象,说明Os SUT5在花粉发育中具有重要的功能,值得进一步深入研究。3.同源四倍体水稻T449克服栽培稻杂种不育性的效应分析利用T449与携带有不同花粉不育基因座位的近等基因系杂交,组配了3组杂种F1（T449×T431、T449×T435和T449×T438）,分别代表Sa、Sb和Sc不同座位“互作”类型。利用这3个杂种F1,一是观察其花粉育性,结果表明3个杂种F1的花粉育性均在70%以上,表现正常;而利用不含San和Sbn双中性基因材料组配的杂种（T431×T438）F1,花粉育性只有12.17%,两者存在明显的差异。二是开展细胞遗传学研究,发现由T449组配的3个杂种F1减数分裂期间染色体异常行为明显比（T431×T438）F1的低。三是开展转录组分析,结果表明在比较组（T449×T431）F1vs（T449×T435）F1的差异基因数只有110个;比较组（T449×T431）F1vs（T449×T438）F1的差异基因数只有85;比较组（T449×T438）F1vs（T449×T435）F1的差异基因数只有6个,差异不显着。上述结果说明含有双中性基因San和Sbn在同源四倍体水稻中可以有效地克服栽培稻杂种不育性。4.同源四倍体水稻T449杂种优势评价及分子遗传研究通过对5个杂种F1主要农艺性状统计分析,发现含有San和Sbn双中性基因的杂种在单株产量方面显示出最高的中亲优势和超亲优势,平均值分别为170.89%和68.67%。进一步对杂种（T449×H1）F1进行研究,发现株高、有效穗数、粒长、粒宽、千粒重、实粒数、总粒数、单株产量和结实率具有中亲优势,最高中亲优势达到了182.36%;株高、实粒数、总粒数、单株产量和结实率具有超亲优势,最高超亲优势达到了79.72%,而且该杂种的花粉育性为77.01%,胚囊育性超过了90%。细胞遗传研究结果,发现杂种F1在中期I、后期I、末期I、中期II、后期II、末期II和四分体期的正常染色体行为的频率分别为83.82%、87.95%、96.53%、65.57%、32.00%、92.25%和98.99%,都高于T449。在染色体构型方面,杂种F1在终变期和中期I时,主要以二价体为主,终变期和中期I的每个花粉母细胞二价体的频率分别9.07和12.57,显着地高于亲本在终变期和中期I的二价体频率。RNA-seq研究表明,杂种（T449×H1）F1与亲本比较,9个不同组织杂种F1特异表达的差异基因(DEGFPU)共15938个,不同组织的DEGFPU从927至2693个不等,这些DEGFPU都显着地富集在碳水化合物代谢途径。值得一提的是,许多糖类代谢和淀粉合成酶相关基因在杂种F1上调,例如基因Os BEIIb和Os SSIIIa在杂种F1开花后3天的籽粒表现上调。通过DEGFPU与已知水稻减数分裂相关基因比较,发现其中381个在杂种F1中上调,包括了2个减数分裂相关基因和19个减数分裂期特异基因,如DPW和CYP703A3。另外,许多DEGFPU发现在产量相关的QTLs上,这些差异基因可以作为杂种优势中产量相关的候选基因。综上所述,研究表明同源四倍体水稻T449低育性的原因是多方面的,在细胞学方面,主要是染色体行为的异常以及糖类在花药中的分布异常;在分子方面,主要是减数分裂相关基因以及糖类相关基因的表达异常。同时携带有San和Sbn双中性基因的同源四倍体水稻T449可以有效地克服栽培稻的杂种不育性。T449与新型四倍体水稻杂交产生的杂种F1具有明显的杂种优势,具有广阔的利用前景。本研究结果为多倍体水稻育种提供了新的种质资源,以及为其分子育种提供理论参考。
房超伟[2]（2019）在《环境敏感型水稻杂种雄性不育基因座的鉴定》文中认为野生稻在自然条件下生长并积累了十分丰富的有利基因,是天然存在的水稻基因库。但是,由于遗传差异较大,水稻种间普遍存在杂种不育现象,导致许多有利基因不能得到有效的利用,严重阻碍了种间杂交水稻的发展,因此水稻种间杂种不育基因的克隆、鉴定及分子机制的研究显得尤为重要。本研究通过以华粳籼74（HJX74）和以HJX74为受体、展颖野生稻（O.glumaepatula,Glu）为供体构建的SSSL（SSSL-S23）与HJX74杂交,发展F2群体对杂种雄性不育基因座S23进行精细定位和候选基因分析,并对S23基因的互作模式进行初步探究。主要获得的研究结果如下:1.在晚季（NSD）条件下HJX74/SSSL-S23 F1的花粉育性与两亲本相比显着降低,小穗育性与两亲本没有差异;在早季（NLD）条件下HJX74/SSSL-S23 F1的花粉育性正常。表明S23是一个环境敏感型杂种不育基因,并且只引起雄配子发育异常,但不影响雌配子的发育。2.将S23精细定位于HJX74中11.54 kb和SSSL-S23中7.08 kb的区间内,分别包含三个（ORF4、ORF3和ORF5）和两个（ORF4和ORF5）候选基因。在定位区间临侧,HJX74和SSSL-S23在ORF2的序列上也存在较大差异。3.定量结果表明:ORF4随着花药发育,表达量逐渐降低,并且在HJX74、HJX74/SSSL-S23 F1和SSSL-S23之间表达量基本一致;ORF3在花药发育过程中稳定表达,ORF5Glu随着花药发育表达量逐渐降低,但ORF5HJX74不表达;ORF2在花药发育的前期表达量较低,到后期表达量逐渐增高,并且ORF2在HJX74、HJX74/SSSL-S23 F1和SSSL-S23中均有表达。4.S23与前人报道的包含两个候选基因的q HMS7基因座等位,按照q HMS7的“毒素-解毒剂”作用模型,ORF2HJX74为有毒基因,ORF3为解毒基因。然而,S23与q HMS7的所引起的表型并不完全一致,表明S23可能符合三基因或多基因互作的新模式。本研究对S23基因进行鉴定和候选基因分析,为研究杂种F1雄性不育与环境之间的互作提供了参考,对保存和利用野生稻的有利基因、有效利用水稻远缘杂种优势提供了依据。
付琪[3]（2019）在《荷叶铁线蕨性器官分化的微观形态观察及转录组分析》文中研究指明蕨类植物因其较高的观赏及药用价值,具有广阔的市场应用前景。诱导配子体高效形成孢子体以及探索与之相关的调控机制,是构建蕨类植物高效繁殖体系中最重要的问题。本文以荷叶铁线蕨（Adiantum reniforme var.sinense）作为研究材料,首先构建了配子体分别通过有性生殖和无配子生殖方式高效产生孢子体的培养体系,并对配子体和孢子体的形态建成和微观特征进行观察。在此基础上,运用高通量测序以及生物信息学手段对不同生殖方式不同发育时期的配子体进行研究,揭示与性器官分化以及无配子生殖高效产生孢子体过程有关的分子调控机制,为蕨类植物的高效繁殖以及大规模产业化生产打下理论基础。主要的研究结果如下:1.成功构建配子体通过有性生殖和无配子生殖高效产生孢子体的培养体系。将配子体置于含3.0mg/L赤霉素的培养基中培养,能刺激雌性生殖器官即颈卵器的分化,产生密布颈卵器的配子体。对这种配子体进行水培培养,可以促进受精现象的发生,通过有性生殖的方式高效产生孢子体。一般一个配子体上能产生多个孢子体。将配子体置于添加有40g/L蔗糖和1/4 MS的培养基中培养,能抑制性器官的分化,促进配子体进行无配子生殖高效产生孢子体。一般一个配子体上能产生十几甚至几十个孢子体。2.对荷叶铁线蕨通过有性生殖和无配子生殖产生的孢子体进行形态观察以及倍性鉴定。发现孢子体组培苗的新叶形状、成年植株叶片在扫描电镜下的纹饰存在差异,是区分两种生殖方式的重要特征。利用流式细胞仪鉴定有性生殖孢子体为二倍体,无配子生殖孢子体为单倍体。从200对SSR引物中筛选出5对能有效区别两种孢子体的引物,其中3对可用于构建指纹图谱。3.利用RNA-seq技术对能够进行无配子生殖高效产生孢子体的配子体进行测序,获得有效数据约4Gb,长度大于200bp的Unigene共62198个。利用数字基因表达谱技术对无配子生殖中4个时期的配子体进行测序,分别从各个时期鉴定到了20376、20592、22807和19750个基因。采用FDR≤0.001且差异表达倍数在2倍以上的条件,在Stage1和Stage2、Stage2和Stage3、Stage3和Stage4之间分别筛选出401、838和669个差异表达基因。对这些差异表达基因进行GO和KEGG功能富集分析,发现与细胞壁合成和植物激素有关的代谢途径可能在无配子生殖过程中起重要作用。此外,从差异表达基因中鉴定出24个与无配子生殖有关的转录因子。利用qRT-PCR研究12个候选基因在不同时期的表达类型,结果表明GID1、DELLA、SERK4基因可能在无配子生殖启动中具有重要作用。4.为了能用qRT-PCR方法在荷叶铁线蕨不同试验条件下获得准确的基因表达分析结果,运用geNorm、Normfinder和Bestkeeper软件对10个候选内参基因的稳定性进行评估。结果表明,40S、UBQ和H3基因适合用作配子体在蔗糖处理条件下的基因表达研究;40S和RPL35基因适合用作配子体在赤霉素处理条件下的基因表达研究;40S以及RPL35和REF2基因的组合适合配子体不同发育时期的基因表达研究。5.对荷叶铁线蕨有性生殖和无配子生殖总共6个时期的配子体进行高通量RNA测序,获得长度不少于200bp的unigene 264,791条。差异基因表达分析表明,与有性生殖相比,无配子生殖早期阶段的转录调控更为活跃。对两种生殖方式启动阶段的差异表达基因进行KEGG功能富集分析,发现淀粉与蔗糖代谢途径和植物激素信号转导途径只在无配子生殖早期阶段显着富集,进一步证明这两者在无配子生殖启动过程中的重要作用。筛选出SPS、TPS/TPP、GID1和PP2C等与无配子生殖启动有关的基因。6.对性器官分化和无性胚细胞分化时期的配子体转录组进行比较研究,以padj<0.05作为标准,筛选出2466个DEGs,从中鉴定出66个转录因子,这些转录因子与被子植物中影响性器官分化的转录因子是同源的,可能在蕨类植物中与性器官分化有关。实时定量试验结果表明AGL1和BBM基因可能分别具有促进蕨类植物性器官和无性胚细胞分化进而进行有性生殖和无配子生殖的作用。此外还筛选出22个甲基转移酶基因,说明DNA甲基化可能参与到蕨类植物配子体不同生殖方式的调控中。
黄健乐[4]（2017）在《S1座位控制亚洲栽培稻和非洲栽培稻种间杂种不育的分子机制研究》文中指出亚洲栽培稻和非洲栽培稻（简称“亚非稻”）种间杂种具有强大的杂种优势,但亚非稻种间存在严重的杂种不育,极大限制了远缘杂种优势利用。S1座位是引起亚非稻种间杂种雌雄不育的一个重要位点,但其分子遗传机制还不明确。本课题组前期已经将S1座位精细定位在6号染色体2,170 kb到2,199 kb之间大约29 kb的区域内,但尚未克隆到杂种不育的关键基因。本研究在此基础上,利用CRISPR/Cas9基因功能敲除、基因功能互补、酵母双杂交等技术手段对S1座位定位区间内预测的亚非稻共有等位基因和非洲稻特异基因进行相关研究,克隆了亚非杂种不育的关键基因OgTPR1,锁定了若干个非洲稻特异候选基因。本研究的主要研究结果如下:1)利用CRISPR/Cas9系统对S1座位的2个亚非稻共有等位基因的4种编码基因OsTP1,Os ORF7,OgTPR1,OgORF7进行了功能敲除,获得的突变体ostp1,osorf7,ogtpr1,ogorf7均表现为可育,表明这些基因并不是配子体发育所必须的基因。2)获得的突变体与对应的亲本杂交获得功能敲除突变体的杂种mF1,只有ogtpr1与RP-s杂交的后代没有出现亚非杂种半不育现象,证实OgTPR1是S1座位种间杂种不育的必须基因,其余3个编码基因均不参与S1座位杂种不育。3)通过功能互补,将OgTPR1导入轮回亲本（recurrent parentcarrying Asian rice S1-sgenotype,RP-s）中,获得功能互补植株RP-s/tOgTPR1,发现OgTPR1单独转化并不能引起RP-s不育,从遗传上证明了RP-s背景里,单独功能互补OgTPR1不能导致S1座位杂种不育。4)进一步把RP-s/tOgTPR1与功能敲除突变体ogtpr1进行杂交,获得的杂种个体又出现了亚非杂种半不育现象,证实tOgTPR1在亚非杂种中能正常发挥功能,结果表明:S1座位介导的杂种不育需要其他非洲稻特异因子的共同参与才能产生杂种不育表型。5)利用CRISPR/Cas9系统对S1座位定位区段内的5个表达的非稻特异基因OgORFa2a6进行功能敲除,寻找非稻特异参与基因。目前,已证实非稻特异基因OgORFa5不是S1座位杂种不育的必须基因,其他4个功能敲除转化体的表型和功能鉴定有待进一步研究。6)本研究利用酵母双杂交技术分析了OgORFa6与O gTPR1蛋白的互作关系,结果表明,在酵母系统中含有胰蛋白酶类似结构域的OgORFa6不与全长的OgTPR1互作,但能与OgTPR1第二个胰蛋白酶类似结构域发生互作。本研究通过多种实验手段克隆到了S1座位杂种不育的其中一个必需基因OgTPR1,同时为寻找其他参与基因奠定了坚实的基础。
余晓文[5]（2017）在《亚洲栽培稻与南方野生稻（Oryza meridionalis）种间杂种花粉不育位点qHMS7的图位克隆》文中进行了进一步梳理水稻是世界上最主要的粮食作物之一,也是禾本科植物的模式物种。在AA基因组水稻中,共有两个栽培稻种（亚洲栽培稻和非洲栽培稻）和六个野生稻种（尼瓦拉野生稻、多年生普通野生稻、非洲野生稻、长雄野生稻、展颖野生稻或南美洲野生稻、南方野生稻）,其中亚洲栽培稻又可分为籼稻和粳稻两个亚种。目前提高水稻单产的一种行之有效的方法是最大程度的利用种间或者亚种间强大的杂种优势,但是水稻杂种不育性严重阻碍了杂种优势的有效利用。因此,需要去检测可能的杂种不育位点,并克隆解析这些位点的分子遗传作用机制,以及寻找携带广亲和基因的品种,最终为水稻杂种优势利用提供理论基础。本研究以亚洲栽培稻（滇粳优1号）和南方野生稻为研究材料,构建了BC1F1群体,研究它们之间的杂种花粉不育位点,并在此基础上构建相关位点的近等基因系,为后续研究创制材料。同时,还对一个可能在种间或亚种间影响较大的位点qHMS7进行了深入研究。主要结论如下:（1）滇粳优1号是典型的常规粳稻品种,南方野生稻是主要分布于热带地区的野生稻种,在AA基因组中与亚洲栽培稻亲缘关系最远。滇粳优1号和南方野生稻的正反交F1杂种的花粉都是高度不育的,典败、圆败和染败的花粉都有。为了检测滇粳优1号和南方野生稻之间的杂种花粉不育位点,用杂种F1的植株作母本,用滇粳优1号作父本去回交构建BC1F1群体,同时调查群体花粉育性分布,构建了全基因组分子标记连锁图谱,用ICIMapping软件进行了 QTL位点的扫描,共检测到四个QTL位点,分别位于第1,2,7,9号染色体,共能解释大约90%的花粉育性变异,从加性效应值来看,位于第1染色体的是滇粳优类型的花粉败育,其他位点为南方野生稻类型花粉败育,而且除了第7染色体的qHMS7位点,其他位点都为新位点。新的杂种不育位点的发现,将加深我们对南方野生稻和亚洲栽培稻的种间生殖隔离的理解。（2）以滇粳优1号作为轮回亲本,利用分子标记辅助选择完成qHMS7位点的近等基因系构建,从花粉和花药的发育过程着手,用经典的细胞学方法调查了花粉败育的原因。比较背景亲本和近等基因系的花器官,发现它们的颖花形态、花药和柱头都没有明显可见的差异。碘-碘化钾染色发现败育的花粉呈现染败类型,花粉粒中只有少量的淀粉填充,但花粉体积偏小。花粉离体萌发实验结果表明,败育的花粉不能萌发,正常的花粉有明显可见的花粉管生长出来。花药的半薄切片观察显示,从孢原细胞到花粉发育成熟的过程中,花药壁层从减数分裂前的逐渐形成到绒毡层的按时降解过程都没有明显的差异,在三细胞花粉形成之前,两种小孢子之间也没有明显差异,只是在成熟花粉期,败育的花粉经固定液固定后皱缩。花粉发育全过程的醋酸洋红染色观察发现,从减数分裂到花粉的第二次有丝分裂之前,都没有明显的差异,在成熟花粉期,杂合型植株中出现了接近一半的体积小染色浅的花粉,暗示可能败育发生在第二次有丝分裂之前。用DAPI观察花粉发育核的变化过程发现,从小孢子母细胞到减数分裂过程正常,从游离的小孢子到第一次有丝分裂也正常,进一步观察发现半不育株的部分花粉不能进入第二次有丝分裂,这个结果通过生殖核标记基因的转基因花粉观察得到进一步的确认。这些结果表明杂种不育位点qHMS7主要影响花粉的后期发育过程。（3）首先以近等基因系和滇粳优1号衍生的定位群体对qHMS7的遗传效应进行了分析,在包含478个单株的BC6F2群体中,花粉半不育植株和可育植株呈1:1的分离,基因型分析发现可育株的基因型都为亲本滇粳优1号纯合型（DD）,半不育株的基因型为杂合型（DM）,但qHMS7不影响小穗育性。为了进一步明确杂种不育位点对配子传递的影响,调查了杂合型自交群体和杂合型与滇粳优1号的正反交群体,最终发现所有基因型的雌配子都能正常传递,而雄配子中只有滇粳优1号类型的配子能向后代传递,说明qHMS7导致携带南方野生稻基因的的花粉败育。利用10个多态性分子标记对478个单株进行了基因型分析,最终将qHMS7定位在标记Yu-19和Yu-29之间4.41厘摩的区间内。接下来用YU-19和YU-29作为侧翼标记共筛查了 18930个分离群体的单株,共得到100多个重要的重组单株,综合分析这些重组单株的基因型和花粉育性,最终将qHMS7定位在分子标记D17和Yu-33之间的75-kb区间内。通过区间内的完整基因组片段测序和网站预测发现（以日本晴作为参考序列）:这一区间共有十个基因,其功能都没有被报道。然而,杂种不育基因本身没有特定的功能指向和其他的提示,目前已经分别构建了所有基因的转基因功能验证载体和基因敲除载体,等待调查转基因T0代植株和T1代植株的花粉育性和基因型,根据转基因植物的花粉育性和对应的基因型来确定目的基因,并且继续进行后续的基因功能分析。
郭洁[6]（2016）在《水稻籼粳亚种间杂种不育性的克服》文中认为籼粳亚种间杂种优势的利用已逐步发展成为水稻（Oryza sativa L.）超高产育种的一条重要途径。籼稻（indica）和粳稻（japonica）是亚洲栽培稻的两个亚种,其杂种F1表现出强大的杂种优势,但是,普遍存在的杂种不育现象严重阻碍了籼粳亚种间杂种优势的利用。本研究分析籼粳亚种间杂种不育基因座Sa和S5的等位基因变异,利用功能标记筛选出不同基因型的品种,为杂交育种提供更多的种质来源。并通过聚合育种培育出华粳籼74广亲和系和不同粳稻背景的粳型亲籼系,克服了籼粳亚种间的杂种不育性。本研究主要研究结果如下:1、利用杂种不育基因座S5的功能标记对来源各国及全国各地的144个品种的基因型进行分析,发掘出74个基因型为S5-i/S5-i的品种,62个基因型为S5-j/S5-j的品种,以及8个基因型为S5-n/S5-n的品种,为杂交育种提供了更多的种质来源。从华粳籼74单片段代换系文库中筛选出9个携带S5位点的单片段代换系,存在3种等位基因类型,其中携带S5-n等位基因的单片段代换系与携带S5-i等位基因的单片段代换系以及携带S5-j等位基因的单片段代换系杂交都能产生正常育性的后代,但携带S5-i等位基因的单片段代换系与携带S5-j等位基因的单片段代换系杂交的杂种F1由于携带S-j的配子败育而表现为半不育。2、利用杂种不育基因座Sa的功能标记分析供体亲本以及单片段代换系的基因型,发掘出14个携带SaM+SaF+（Sa-i）等位基因的品种,包括12个籼稻品种和2个粳稻品种,6个携带SaM-SaF-（Sa-j）等位基因的粳稻品种,6个单片段代换系全部携带Sa-i等位基因,没有携带Sa-n等位基因的材料。此外这些材料在Sa位点存在3种单倍型,其中H1为S-j等位基因,而H2和H3可能分别是具有不同分化度的S-i等位基因。3、F1花粉不育基因聚合系TISL-Dbc-Gde具有粳稻遗传背景及粳稻表型特征,是个粳型品系,并且与籼稻测交能产生具有正常花粉育性的杂种F1,但其小穗育性表现为半不育。随后将F1花粉不育基因聚合系TISL-Dbc-Gde分别与供体亲本中基因型为S5-n或S5-i的粳稻材料组配杂交,最终获得了8个粳型亲籼系。其中ICJL-T-W6、ICJL-T-W19、ICJL-T-W21、ICJL-T-W22、ICJL-T-W23、ICJL-T-W24和ICJL-T-W27这7个粳型亲籼系在花粉不育基因座Sb、Sc、Sd和Se携带S-i等位基因,在胚囊不育基因座S5携带S-n等位基因。粳型亲籼系ICJL-T-W7,在花粉不育基因座Sb、Sc、Sd和Se以及胚囊不育基因座S5都携带S-i等位基因。这8个粳型亲籼系具有粳稻的遗传背景,表现出对粳稻测验种不亲和,但对籼稻测验种具有亲和性,与籼稻测验种杂交产生的后代无论是花粉育性还是小穗育性都是正常的,有效地克服了籼粳亚种间杂种不育性。4、以华粳籼74单片段代换系文库作为平台,利用分子标记辅助选择技术,聚合携带Sc-n的单片段代换系（Sc-11,Sc-22和Sc-27）和携带S5-n的单片段代换系（S5-21,S5-23和S5-27）,获得了9个华粳籼74广亲和系,该材料在5个杂种不育基因座S5、Sb、Sc、Sd和Se都携带S-n基因。与华粳籼74相比,华粳籼74广亲和系对籼稻和粳稻测验种具有更高的亲和性,与测验种杂交产生的后代无论是花粉育性还是小穗育性都是基本正常的,有效地克服了籼粳亚种间杂种不育性。本研究表明了籼粳亚种间杂种不育性主要受花粉不育基因座Sb、Sc、Sd和Se以及胚囊不育基因座S5控制。从解决实际问题的角度出发,通过聚合育种,将这4个花粉不育基因座的S-i等位基因和胚囊不育基因座S5的S5-n或S5-i等位基因聚合到粳稻品种中,获得了8个不同粳稻背景的粳型亲籼系,它们对籼稻高度亲和,有效地克服了籼粳亚种间的杂种不育性;同时将2个不育基因座的S-n等位基因聚合到华粳籼74中,获得了9个在5个杂种不育基因座都携带S-n等位基因的华粳籼74广亲和系,它们对籼稻和粳稻都具有亲和性,同样有效地克服了籼粳亚种间的杂种不育,从而实现了籼粳亚种间强大的杂种优势的利用。
季艳蓉[7]（2016）在《控制籼粳杂种不育Sa座位中蛋白因子胞间转移的分子机制研究》文中提出水稻（Oryza sativa L.）籼稻与粳稻亚种间杂种具有强大的杂种优势,但亚种间杂种表型出的不育现象却成为杂种优势利用的主要障碍,因此,克隆杂种不育相关基因并从分子水平阐明杂种不育的作用机理,具有非常重要的理论和实践意义。籼粳杂种不育水稻雄配子不育Sa遗传座是由SaM和SaF两个相邻的基因组成的复杂座位,其中三个因子SaM+,SaM-和SaF+共同参与调控杂种雄性不育。根据三个因子的遗传效应提出了两基因/三元件遗传模型解释杂种不育现象,并用孢间转移假说阐述该模型的分子机制。本研究以此为切入点,通过蛋白免疫组化观察三因子在小孢子的积累情况,以期证实或证伪孢间转移假说。本研究的主要结果如下:（1）构建了三个因子带标签的遗传转化载体,并分别遗传转化T65或E4,获得了阳性转基因植株。（2）通过PCR和Southern杂交找到单插入位点转基因半合体阳性植株。（3）通过观察单插入位点的转基因阳性植株的花粉育性和小穗育性,发现SaM+-FLAG转化T65（SaM-/SaF-）半合体植株,花粉呈可育表型,小穗完全可育;SaM+/SaF+转化T65（SaM-/SaF-）半合体植株,花粉呈全不育,小穗完全不可育;SaM--FLAG转化E4（SaM+/SaF+）半合体植株,花粉呈半不育表型,成熟小穗可育。这些结果与两基因/三元件的遗传模型相符,再次验证了该模型的准确性。（4）然而蛋白免疫组化技术结果分析并不支持在四分体时期的胞间转移假说,因此本研究初步证伪了孢间转移假说。综上所述,本研究通过遗传转化证实了两基因/三元件的遗传模型并初步证伪了孢间转移假说,为进一步修正该模型提供了有益的参考依据。
李荣德[8]（2016）在《水稻籼粳亚种间杂种衰败的遗传解析及HB-12基因克隆》文中指出水稻是我国最主要的粮食作物之一,提高水稻产量对于保障我国的粮食安全具有重要意义。为了进一步提高水稻产量潜力,越来越多的水稻育种家们认识到,稻属不同种间、亚洲栽培稻的籼粳亚种间的强杂种优势和有利基因利用是进一步培育更高产、稳产品种的必由之路,特别是籼粳亚种间有利基因的相互利用。然而,水稻种间、亚种间品种的生殖隔离不仅限制了杂种优势的直接利用,而且限制了有利基因在不同类型品种之间的交流。籼粳亚种间的生殖隔离是籼亚种和粳亚种连续积累的遗传分歧的产物,生殖隔离有利于物种在自然界中的生存和发展,但是却限制了不同种群之间基因的交流,是籼粳稻有利基因利用的最大障碍。杂种不育和杂种衰败是籼粳亚种间后合子生殖隔离的两种主要形式。关于杂种不育前人已经进行了大量的研究,而对杂种衰败遗传机制的理解还比较匮乏。水稻不仅是重要的粮食作物,而且也是禾本科生物学研究的模式植物。因此,对水稻亚种间杂种衰败的研究无论在生物进化学还是育种学都具有重要的理论意义和实际应用价值。本研究以粳稻Sasanishiki为轮回亲本和籼稻Habataki为供体亲本杂交构建的染色体单片段代换系（CSSL）和由此组合衍生的回交自交系群体（BIL）出现了不同程度的小穗育性降低的杂种衰败现象,利用这两个群体进行了杂种衰败的遗传分析和基因的克隆。主要研究结果如下：一、利用CSSL和BIL群体进行杂种衰败的遗传解析1.在扬州和海南两个地点、多个年份里CSSL群体均观察到小穗育性降低的株系,表明杂种衰败在该组合中存在；进一步利用该群体进行了小穗育性QTL定位,结果表明,在第12号染色体标记RM6998附近能够稳定地检测到控制小穗育性基因座qSF-12,说明qSF-12是控制籼粳杂种衰败的关键基因座。2.在不同环境下对全部85个系的BIL群体的小穗育性进行了QTL定位。结果表明,检测到多个QTL控制小穗育性,其中在第8号染色体标记C1121和第12号染色体标记C1069附近检测到小穗育性相关的位点qSF-8和qSF-12在多个环境中均检测到。分析表明在该群体中发现的第12号染色体上小穗育性位点与在上述CSSL群体中发现的位点是一致的,为同一个QTL位点。3.进一步利用BIL群体的85个系,通过比较qSF-8和qSF-12两个座位的不同等位基因组合,发现在qSF-8和qSF-12位点均为Sasanishiki或者Habataki基因型的株系小穗育性表现正常,而qSF-8和qSF-12位点的染色体片段来源不同的株系小穗育性就明显降低,表明qSF-8和qSF-12存在互作是导致水稻籼粳亚种间的杂种衰败。二、水稻籼粳亚种间杂种衰败关键基因HB-12的精细定位与功能分析1.分析CSSL株系发现,第12号染色体有替换的代换系SL438的小穗育性较低（约30%）,显着低于亲本Sasanishiki,进一步考察发现其花粉育性正常（约90%）而其部分胚囊败育（约25%）。说明雌配子的部分败育是导致SL438小穗育性降低的原因。2.利用代换系SL438与轮回亲本Sasanishiki回交构建的次级F2群体用于精细定位qSF-12 （HB-12, Hybrid breakedown）将HB-12定位在第12号染色体上137kb的区间内,该区间内共有19个ORFs,其中具有cDNA全长的候选基因共有11个。通过候选基因编码序列测序分析和RNA-seq表达特征比较,我们将LOCOsl2g38850确定为HB-12的候选基因。互补实验和RNAi实验结果进一步证实LOCOsl2g38850就是控制水稻籼粳亚种间杂种衰败的关键基因HB-12的候选基因。3. LOCOsl2g38850基因组序列全长5125bp,CDS序列1698bp,编码一个含有566个氨基酸的DUF1336结构域蛋白。测序表明,Sasanishiki和Habataki的基因组序列之间的3bp碱基（GAT）差异位于LOCOsl2g38850第10个外显子上,Habataki多出的3个碱基位于终止密码子前,恰好在一个阅读框内编码一个氨基酸,导致Habataki上多编码了一个天冬氨酸,并且这一差异在籼粳亚种之间普遍存在。4.GUS染色和组织表达量分析表明,HB-12基因呈组成型表达,在茎、根、叶片、幼穗和叶鞘等组织均有表达,其中在茎和幼穗中的表达量最高,并且在幼嫩的胚囊中表达。将HB-12-GFP融合蛋白在水稻原生质体中瞬时表达显示,该蛋白主要分布在细胞质和叶绿体中。5. Real-time PCR定量分析表明,LOCOsl2g38850在胚囊发育中功能大孢子形成时期表达量最高。通过RNA-seq技术对Sasanishiki和SL438的幼穗进行转录组分析其中胚囊发育参考基因的表达情况,发现胚囊发育E3期是临界点。在E1-2期,参考基因在Sasanishiki中表达要显着低于SL438,在E3期参考基因的表达丰度相当,而进入E4-6期,参考基因的表达在Sasanishiki中显着高于SL438。进一步分析表明,Sasanishiki和SL438的幼穗中减数分裂前和减数分裂阶段的相关基因表达量无差异,推测HB-12主要在胚囊发育中功能大孢子形成时期起作用。6.转录组分析表明,HB-12基因的功能可能与细胞组分的合成相关。
禹阳[9]（2015）在《水稻籼粳杂种胚囊败育基因S7的图位克隆和功能分析》文中指出亚洲栽培稻可分为籼稻（Oryza sativa L.subsp.indca）和粳稻（Oryza sativa L.subsp.japonica）两大亚种,即Hsien和Keng。从生长发育到环境适应性,私粳亚种之间都存在明显的差异,因而使得其杂交F,具有强大的杂种优势。研究表明籼粳亚种间杂交可显着提高水稻产量,但其普遍存在的杂种半不育严重阻碍了杂种优势在生产上的直接利用。本研究从细胞学、遗传学的角度对籼粳亚种间杂种不育位点S7进行了深入研究,通过图位克隆和遗传转化功能验证,发现一个编码包含tetratricopeptide repeat（TPR）结构域的蛋白质参与S7位点所控制的杂种不育,本研究结果为进一步揭示生殖隔离的分子机制和实现杂种优势的利用提供了借鉴和参考。主要结果如下:1.细胞学观察以及数据统计发现,Ingra/Cpslo17、Ingra/IR36 F1小穗半不育由胚囊败育导致。F1的花粉I2-KI染色、离体萌发都正常,附着在柱头上的花粉量较多,授粉后2小时花粉管能伸入子房内,但是胚囊受精率却表现半不育,并且饱和授粉也不能恢复其小穗育性。利用激光共聚焦显微镜对亲本和F,的胚囊发育过程进行观察,发现F1的胚囊在细胞化胚囊期发生了异常,主要表现为极核位置的异常排列,由正常发育过程中在囊腔中央的纵向排列变为横向排列。杂种F1成熟胚囊中败育胚囊主要包括两种类型,其一是极核位置异常的胚囊,主要表现为在卵器上方由正常的横向排列变为纵向排列,或不能正常位移至卵器上方,其二是嚢腔发育停滞导致的小囊腔胚囊。2.遗传分析证实Ingra/Cpslo17、Ingra/IR36杂种F,半不育分别由携带S7cp、S7i基因型的雌配子败育导致。通过构建4套不同杂交方式的回交群体:Ingra/Cpslo17//Cpslo17、Cpslo17//Ingra/Cpslo17、Ingra/IR36//IR36、IR36//Ingra/IR36,利用与S7位点紧密连锁的分子标记,对后代杂合基因型和纯合基因型的分离进行分析,发现以亲本Cpslo17、IR36为母本,分别授以Ingra/Cpslo17、Ingra/IR36的花粉时,后代中纯合基因型和杂合基因型的分离比符合孟德尔遗传规律中的1:1分离;当以Ingra/Cpslo17、Ingra/IR36为母本,分别授以亲本Cpslo17、IR36的花粉时,后代中杂合基因型植株明显减少。配子传递率的分析也表明Cpslo17和IR36作为雄配子时,能向后代正常传递（雄配子传递率km值分别为0.49和0.48）,但作为雌配子时,传递明显受阻（雌配子传递率kf值分别为0.97和0.94）,说明Ingra/Cpslo17、Ingra/IR36杂种F1配子偏分离的原因主要是Ingra型的雌配子阻碍了Cpslo17和IR36型的雌配子传递。3.精细定位结果表明S7位于第7染色体着丝粒区标记TI15和TI53之间的139 kb范围内。利用Ingra/Cpslo17 F2:3群体的12,000单株将S7定位在分子标记Y6和TI53之间,与其分别有2个和5个交换单株,结合本实验室前人利用Ingra/IR36//Cpslo17 F2群体的定位结果,最终将S7限定在着丝粒区标记TI15和TI53之间139 kb的重叠区域。在利用Ingra/Cpslo17F2:3群体对S7进行精细定位的同时,发现标记TI24与Y16之间241 kb,Y16与Y6之间50kb范围内重组率明显下降,且Y6与Y26之间184 kb均无重组发生。通过逆转录转座子的分析发现,定位区间内重组率的骤然下降可能与逆转录转座子的富集有关,进一步表明重组抑制与S7在染色体上着丝粒附近的特殊位置密切相关。4.初步将编码包含TPR结构域蛋白质的ORF3确定为S7的候选基因。通过基因表达分析发现ORF3在水稽成熟子房中表达最高,其基因组测序发现亲本与携带中性基因的N22和Dular差异较大。在氨基酸序列上最主要的差异是Ingra、Cpslo17和Ketan Nangka在119位编码的是亮氨酸（Leu,L）,而广亲和品种Dular、N22则皮生了由亮氨酸到甲硫氨酸（Met,M）的替换,而对水稻籼、粳亚种及野生稻中ORF3序列比对分析发现,该位点氨基酸具有高度保守性。5.Ingra/Cpslo17杂合植株中ORF3被干扰后,可以通过提高胚囊育性从而恢复小穗育性。通过构建ORF3 RNAi载体同时转化亲本及其杂合Ingra/Cpslo17植株进行功能验证,发现亲本中的ORF3基因被干扰后小穗育性不受影响,但Ingra/Cpslo17杂合转基因阳性植株的胚囊育性和小穗育性都有一定程度的恢复。定量分析发现ORF3表达量下调程度越大,小穗育性恢复程度越大。选取RNAi程度较大的3个家系,对其成熟胚囊中正常胚囊和异常胚囊百分比进行统计分析,发现正常胚囊百分比明显提高,与各自的小穗育性相一致。此外,小穗育性恢复的表型在RNAi家系的T1、T2代中都稳定存在。
朱义旺[10]（2015）在《利用TALENs技术创制水稻广亲和新材料》文中提出水稻广亲和资源及基因的应用是克服籼粳杂种不育、实现籼粳间强大杂种优势利用的有效途径。本论文利用转录激活子样效应因子核酸酶（transcription activator-like effectors nucleases,TALENs）技术开展了水稻广亲和基因S5、S4及水稻香味基因OsBADH2的靶向修饰研究,建立了包括靶位点设计、TALEN载体构建、水稻遗传转化、分化、靶位点序列检测等过程的水稻TALENs技术流程；成功突变了台粳9号（粳稻）中S4基因和OsBADH2基因及明恢86（籼稻）中的S5基因,其阳性转基因植株中靶基因的突变频率分别达到84.6%、31.6%和86.7%。通过二次遗传转化,成功获得了台粳9号背景下的广亲和基因S4,香味基因OsBADH2及穗粒数相关基因DST三基因突变体。初步的表型分析发现香味基因OsBADH2突变显着提高了台粳9号植株的香味。另外,本研究发现外源TALEN蛋白可能主要在抗性愈伤组织阶段活跃,抗性愈伤组织的不断继代能够促进外源TALEN蛋白对靶位点序列的多次编辑；而靶序列在再生成植株后的营养生长阶段、生殖发育阶段及后代中保持稳定。由此,我们初步建立了基于抗性愈伤组织不断继代和分化提高TALEN转基因植株突变频率和类型的方法。这些研究不仅有利于目标基因产生多种类型突变体,而且有利于促进TALENs技术在水稻遗传改良上的应用。
二、单位点孢子体-配子体互作模型中不育基因的位置和效应的估计方法(英文)（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、单位点孢子体-配子体互作模型中不育基因的位置和效应的估计方法(英文)（论文提纲范文）
（1）同源四倍体水稻T449育性及杂种优势细胞和分子遗传学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩写词及其英汉对照 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 多倍体水稻研究进展 |
| 1.1.2 水稻杂种不育性及杂种优势研究 |
| 1.1.3 植物转录组研究进展 |
| 1.2 本研究目的及意义 |
| 第2章 同源四倍体水稻T449细胞遗传与全基因组序列变异研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 材料 |
| 2.2.2 农艺性状调查 |
| 2.2.3 I_2-KI染色法观察花粉育性 |
| 2.2.4 醋酸洋红压片法观察花粉母细胞减数分裂染色体行为 |
| 2.2.5 重测序及分析 |
| 2.2.6 PCR验证 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 同源四倍体水稻T449的表型性状分析 |
| 2.3.2 同源四倍体水稻花粉母细胞减数分裂染色体构型以及行为的观察 |
| 2.3.3 同源四倍体水稻基因组变异的鉴定与分析 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 同源四倍体水稻T449转录组学及细胞学研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 材料 |
| 3.2.2 转录组测序及分析 |
| 3.2.3 塑料半薄切片 |
| 3.2.4 花药糖含量测定 |
| 3.2.5 q RT-PCR实验 |
| 3.2.6 构建Os SUT5 过量表达和ossut5-ko敲除的植株 |
| 3.2.7 敲除植株的结实率和花粉育性调查 |
| 3.3 结果与分析 |
| 3.3.1 转录组测序的原始数据质量检测 |
| 3.3.2 同源四倍体水稻花粉发育表达谱差异分析 |
| 3.3.3 同源四倍体水稻T449花药中糖类分布和糖含量的测定 |
| 3.3.4 差异基因与减数分裂相关基因的关系 |
| 3.3.5 OsSUT5的克隆和生物信息学分析 |
| 3.3.6 OsSUT5的组织表达模式 |
| 3.3.7 构建ossut5-ko转基因植株 |
| 3.3.8 OsSUT5基因的缺失降低了水稻的花粉育性 |
| 3.3.9 构建OsSUT5过量表达载体 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 同源四倍体水稻T449克服籼粳杂种不育性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 材料 |
| 4.2.2 分子标记检测 |
| 4.2.3 I_2-KI染色法观察花粉育性 |
| 4.2.4 醋酸洋红压片法观察花粉母细胞减数分裂染色体行为 |
| 4.2.5 转录组数据测序及分析 |
| 4.3 结果与分析 |
| 4.3.1 真假杂种的鉴定 |
| 4.3.2 同源四倍体水稻T449克服籼粳杂种不育的花粉育性分析 |
| 4.3.3 同源四倍体水稻T449克服籼粳杂种不育的染色体行为分析 |
| 4.3.4 含双中性基因的同源四倍体水稻杂种的转录组分析 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 同源四倍体水稻T449与新型四倍体水稻的杂种优势及分子遗传基础研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 材料 |
| 5.2.2 农艺性状调查 |
| 5.2.3 I2-KI染色法观察花粉育性 |
| 5.2.4 醋酸洋红压片法观察花粉母细胞减数分裂染色体行为 |
| 5.2.5 WE-CLSM技术观察成熟胚囊育性 |
| 5.2.6 转录组测序及分析 |
| 5.2.7 差异表达基因的表达模式分类 |
| 5.2.8 重测序测序及分析 |
| 5.3 结果与分析 |
| 5.3.1 同源四倍体水稻T449与新型四倍体水稻的杂种优势分析 |
| 5.3.2 同源四倍体水稻杂种及亲本减数分裂过程分析 |
| 5.3.3 转录组测序的原始数据质量检测 |
| 5.3.4 杂种和亲本之间基因表达谱差异分析 |
| 5.3.5 DEG_(FP)中的基因表达模式和非加性基因 |
| 5.3.6 DEG_(FPU)与已知产量相关QTL的关系 |
| 5.3.7 杂种和亲本间差异基因与减数分裂相关基因的关系 |
| 5.3.8 亲本间DNA多态性分析 |
| 5.3.9 杂种中糖类代谢和淀粉合酶相关基因的表达模式 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 全文讨论与结论 |
| 6.1 讨论 |
| 6.1.1 全基因组重测序是挖掘同源四倍体水稻DNA多态性的新途径 |
| 6.1.2 同源四倍体水稻异常染色体行为和减数分裂相关基因异常表达引起花粉部分不育 |
| 6.1.3 同源四倍体水稻糖类异常分布和糖类代谢相关基因的异常表达导致花粉部分不育 |
| 6.1.4 双中性基因Sa~n和Sb~n可以克服同源四倍体水稻杂种多花粉不育基因座互作引起的杂种不育 |
| 6.1.5 同源四倍体T449的杂种优势及染色体构型和花粉相关基因对杂种的影响 |
| 6.1.6 杂种的差异表达基因与杂种优势遗传机制的相关性 |
| 6.1.7 糖类代谢和淀粉合成酶相关基因与杂种优势的关系 |
| 6.2 全文结论 |
| 6.2.1 同源四倍体水稻T449基因组变异与花粉育性的研究 |
| 6.2.2 同源四倍体水稻T449克服籼粳杂种不育性的研究 |
| 6.2.3 同源四倍体水稻T449与新型四倍体水稻的杂种优势及分子遗传基础研究 |
| 6.3 本研究的创新之处 |
| 6.4 后续研究设想 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 第2章的附录信息 |
| 附录B 第3章的附录信息 |
| 附录C 第5章的附录信息 |
| 附录D 研究生在读期间论文发表情况 |
（2）环境敏感型水稻杂种雄性不育基因座的鉴定（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩写词及英汉对照 |
| 1 前言 |
| 1.1 水稻杂种雄性不育的细胞学研究 |
| 1.1.1 水稻花粉发育过程 |
| 1.1.2 稻杂种雄性不育的细胞学基础 |
| 1.2 杂种不育基因的克隆 |
| 1.3 水稻杂种雄性不育基因作用的分子机制 |
| 1.4 S23 相关基因的研究进展 |
| 1.5 环境敏感型雄性核不育基因的克隆 |
| 1.6 本研究的目的及意义 |
| 1.7 本研究的技术路线 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 供试材料及栽培 |
| 2.1.2 S23定位群体的构建 |
| 2.1.3 杂交 |
| 2.2 主要仪器设备 |
| 2.3 主要试剂 |
| 2.3.1 分子标记检测试剂及引物 |
| 2.3.2 基因组扩增试剂 |
| 2.3.3 qRT-PCR试剂 |
| 2.4 试验方法 |
| 2.4.1 育性调查 |
| 2.4.2 DNA抽提 |
| 2.4.3 实验中PCR扩增所用引物 |
| 2.4.4 PCR扩增体系 |
| 2.4.5 PCR扩增程序 |
| 2.4.6 电泳 |
| 2.4.7 银染 |
| 2.4.8 PCR产物回收 |
| 2.4.9 基因的表达分析 |
| 2.4.9.1 表达材料的取材 |
| 2.4.9.2 植物组织提取RNA,DNase I消化及反转录 |
| 2.4.9.3 qRT-PCR过程 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 杂种不育基因S23的表型鉴定 |
| 3.2 S23的精细定位 |
| 3.3 S23候选基因结构分析 |
| 3.4 S23候选基因表达分析 |
| 3.5 S23基因功能分析 |
| 4 讨论与结论 |
| 4.1 S23基因座的发现 |
| 4.2 S23是受环境调控的杂种雄性不育基因座 |
| 4.3 S23的三基因或多基因互作模型 |
| 4.3.1 ORF1、ORF2和ORF3 三基因互作模型 |
| 4.3.2 ORF2、ORF3和ORF5 三基因互作模型 |
| 4.3.3 ORF1、ORF2、ORF3和ORF5 四基因互作模型 |
| 4.4 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A |
| 附录 B 攻读学位期间发表的与学位论文相关的学术论文 |
（3）荷叶铁线蕨性器官分化的微观形态观察及转录组分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第一章 文献综述 |
| 1 研究背景 |
| 2 蕨类植物配子体到孢子体过程 |
| 2.1 植物世代交替现象 |
| 2.2 蕨类植物配子体形成孢子体的途径 |
| 2.3 配子体到孢子体生殖过程的基因调控 |
| 2.4 蕨类植物性器官分化研究进展 |
| 3 无配子生殖研究进展 |
| 3.1 无配子生殖的离体诱导培养 |
| 3.2 无配子生殖发生的机理 |
| 4 体细胞获得胚胎发生能力的机理 |
| 5 转录组测序技术在挖掘植物不同性状间及发育过程中关键基因的应用 |
| 6 本研究的目的和意义 |
| 7 本研究的目的和意义 |
| 第二章 荷叶铁线蕨配子体有性生殖和无配子生殖的离体培养 |
| 1 前言 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 孢子萌发 |
| 2.3 有性生殖 |
| 2.4 无配子生殖 |
| 2.5 孢子萌发和配子体培养条件 |
| 2.6 扫描电镜观察 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 孢子萌发 |
| 3.2 有性生殖 |
| 3.3 无配子生殖 |
| 3.4 能进行无配子生殖的配子体的形态特征 |
| 3.5 无性芽点的特征 |
| 4 讨论 |
| 4.1 赤霉素对性器官分化的作用 |
| 4.2 水对受精现象发生以及孢子体产生的作用 |
| 4.3 外源糖诱导无配子生殖的作用 |
| 4.4 配子体通过无配子生殖高效产生孢子体的现象 |
| 第三章 有性生殖和无配子生殖孢子体形态观察及倍性鉴定 |
| 1 前言 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 孢子体移栽及形态观察 |
| 2.2 扫描电镜观察孢子体叶片 |
| 2.3 流式细胞仪鉴定孢子体倍性 |
| 2.4 利用SSR分子标记鉴定孢子体倍性 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 不同生殖方式产生的孢子体的形态观察 |
| 3.2 不同生殖方式孢子体叶片表面扫描电镜观察 |
| 3.3 流式细胞仪倍性鉴定结果 |
| 3.4 SSR分子标记鉴定结果 |
| 4 讨论 |
| 4.1 不同生殖方式产生的孢子体的特征 |
| 4.2 蕨类植物世代周期中倍性变化特征 |
| 4.3 蕨类植物孢子体的倍性鉴定方法 |
| 第四章 配子体进行无配子生殖不同发育时期的转录组及表达谱研究 |
| 1 前言 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 配子体培养和取样 |
| 2.2 RNA提取 |
| 2.3 RNA-seq的实验步骤 |
| 2.4 转录组数据分析 |
| 2.5 数字基因表达谱(DGE) |
| 2.6 基因差异表达分析 |
| 2.7 荧光实时定量PCR分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 RNA提取 |
| 3.2 转录组数据库的组装 |
| 3.3 Unigene的功能注释 |
| 3.4 数字基因表达谱文库构建 |
| 3.5 基因差异表达分析 |
| 3.6 配子体无配子生殖过程中的差异事件分析 |
| 3.7 无配子生殖过程中重要转录因子的鉴定 |
| 3.8 候选基因在无配子生殖不同发育时期的表达水平研究 |
| 4 讨论 |
| 4.1 细胞壁代谢途径在无配子生殖中的调控作用 |
| 4.2 激素代谢途径在无配子生殖中的调控作用 |
| 4.3 体细胞胚胎发生受体激酶基因在无配子生殖中的调控作用 |
| 4.4 转录因子在无配子生殖过程中的调控作用 |
| 4.5 与无配子生殖启动有关的基因 |
| 第五章 荷叶铁线蕨配子体基因表达水平分析中内参基因的筛选 |
| 1 前言 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 外源物质处理 |
| 2.3 不同生殖方式的发育时期 |
| 2.4 总RNA提取和c DNA合成 |
| 2.5 候选内参基因的选择和引物设计 |
| 2.6 目的基因片段的PCR扩增 |
| 2.7 qRT-PCR分析 |
| 2.8 基因表达稳定性分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 引物的特异性分析 |
| 3.2 候选内参基因的Ct值分析 |
| 3.3 geNorm分析结果 |
| 3.4 NormFinder分析结果 |
| 3.5 BestKeeper分析结果 |
| 4 讨论 |
| 4.1 筛选不同实验条件下合适内参基因的必要性 |
| 4.2 各实验条件下合适的内参基因 |
| 第六章 荷叶铁线蕨配子体有性生殖和无配子生殖方式的比较转录组学研究 |
| 1 前言 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 材料 |
| 2.2 RNA提取 |
| 2.3 文库构建及测序 |
| 2.4 测序数据处理 |
| 2.5 基因注释 |
| 2.6 基因差异表达分析 |
| 2.7 荧光实时定量PCR分析 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 两种生殖方式配子体的形态发育特征 |
| 3.2 配子体转录组的测序及拼接 |
| 3.3 unigene的功能注释 |
| 3.4 差异表达基因分析 |
| 3.5 利用qRT-PCR方法验证转录组测序结果的准确性 |
| 3.6 与不同生殖方式启动有关的代谢途径分析 |
| 3.7 与淀粉与蔗糖代谢途径有关的基因在配子体不同发育时期的表达分析 |
| 3.8 植物激素信号转导途径有关的基因在配子体不同发育时期的表达分析 |
| 4 讨论 |
| 4.1 配子体有性生殖和无配子生殖的总体基因表达模式 |
| 4.2 细胞壁合成有关的基因在无配子生殖启动阶段的调控网络模式 |
| 4.3 激素相关的基因在无配子生殖启动阶段的调控模式 |
| 第七章 与荷叶铁线蕨性器官及无性胚细胞分化有关的基因分析 |
| 1 前言 |
| 2 材料与方法 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 配子体性器官分化与无性胚细胞分化时期比较分析 |
| 3.2 转录因子在性器官以及无性胚细胞分化中的作用 |
| 3.3 DNA甲基化有关的基因在性器官以及无性胚细胞分化中的作用 |
| 3.4 候选基因的基因表达分析 |
| 4 讨论 |
| 4.1 转录因子在蕨类植物性器官及无性胚细胞分化中的作用 |
| 4.2 DNA甲基化在性器官分化以及无性胚细胞分化中的作用 |
| 全文小结 |
| 参考文献 |
| 附录 Ⅰ |
| 附录 Ⅱ |
| 致谢 |
（4）S1座位控制亚洲栽培稻和非洲栽培稻种间杂种不育的分子机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 英文缩略词及英文对照 |
| 1 前言 |
| 1.1 水稻杂种不育的研究进展 |
| 1.1.1 杂种不育现象 |
| 1.1.2 水稻杂种不育的经典遗传模型 |
| 1.1.3 水稻杂种不育的分子遗传模型研究进展 |
| 1.1.4 亚非稻种间杂种不育S1基因座的研究进展 |
| 1.2 胰蛋白酶的研究进展 |
| 1.3 技术路线 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 材料 |
| 2.1.1 供试水稻材料 |
| 2.1.2 供试载体与菌种 |
| 2.1.3 主要仪器设备 |
| 2.1.4 主要试剂及生产商 |
| 2.2 实验溶液和试剂配方 |
| 2.2.1 基因工程主要相关试剂配方 |
| 2.2.2 组织培养主要相关试剂配方 |
| 2.2.3 酵母双杂交主要相关试剂配方 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 植物总RNA的提取 |
| 2.3.2 总RNA的变性凝胶电泳检测和分光光度计测量浓度 |
| 2.3.3 反转录cDNA |
| 2.3.4 植物基因组DNA微量抽提 |
| 2.3.5 大肠杆菌培养 |
| 2.3.6 质粒载体抽提 |
| 2.3.7 质粒载体酶切 |
| 2.3.8 DNA目的片段的回收 |
| 2.3.9 目的DNA片段与载体的连接 |
| 2.3.10 大肠杆菌感受态细胞的制备及转化 |
| 2.3.11 功能敲除与功能互补的载体构建 |
| 2.3.11.1 CRISPR/Cas9双靶点载体构建 |
| 2.3.11.2 互补载体构建 |
| 2.3.12 农杆菌介导的水稻转化 |
| 2.3.13 花粉育性观察 |
| 2.3.14 子代分离偏态检测 |
| 2.3.15 酵母双杂交相关载体的构建 |
| 2.3.16 酵母感受态的制备及转化 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 S1座位亚非稻共有等位基因的克隆 |
| 3.1.1 S1座位亚非稻共有等位基因的表达分析和结构分析 |
| 3.1.2 S1座位亚非稻共有等位基因的功能敲除 |
| 3.1.3 S1座位亚非稻共有等位基因的功能敲除突变体的表型分析 |
| 3.1.4 S1座位杂种不育必需基因的确认 |
| 3.1.5 S1座位杂种不育必需基因OgTPR1的功能互补验证 |
| 3.1.6 S1座位杂种不育必需基因OgTPR1的遗传模型 |
| 3.2 S1座位非洲稻特异基因的寻找 |
| 3.2.1 S1座位非稻特异基因的表达分析 |
| 3.2.2 S1座位非稻特异基因的功能敲除 |
| 3.2.3 非稻特异基因OgORFa5功能敲除突变体表型分析 |
| 3.3 OgTPR1与O gORFa6的蛋白互作验证 |
| 3.4 结论 |
| 4 讨论 |
| 4.1 亚非种间杂种不育座位S1的遗传模型 |
| 4.2 OgTPR1与非稻特异基因在杂种不育基因座S1中的角色 |
| 4.3 OgTPR1与O gORFa6的作用机制 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A：OgTPR1相关序列 |
| 附录B：攻读硕士学位期间的相关成果 |
（5）亚洲栽培稻与南方野生稻（Oryza meridionalis）种间杂种花粉不育位点qHMS7的图位克隆（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词 |
| 第一章 文献综述 |
| 1 生殖隔离 |
| 1.1 生殖隔离的概念和类型 |
| 1.2 合子后生殖隔离的经典遗传模型 |
| 1.3 合子后生殖隔离基因的克隆 |
| 2 水稻杂种不育的研究进展 |
| 2.1 稻属的分类 |
| 2.2 水稻杂种不育的分子遗传模型 |
| 2.2.1 重复隐性配子致死模型与平行进化模型 |
| 2.2.2 单位点互作模型和顺序分化模型及平行-顺序分化模型 |
| 2.2.3 遗传互作模型的相互关系 |
| 2.2.4 杂种偏分离和杂种不育的关系 |
| 2.3 水稻杂种不育位点的定位和遗传分析 |
| 2.4 水稻杂种不育基因的克隆和作用机理分析 |
| 2.4.1 杂种雌配子败育位点的克隆和机理分析 |
| 2.4.2 杂种雄配子败育位点的克隆和机理分析 |
| 2.5 花粉发育和杂种花粉败育的机理 |
| 2.5.1 水稻花粉发育研究进展 |
| 2.5.2 水稻花粉的发育和杂种花粉不育 |
| 3 本研究的目的和意义 |
| 第二章 亚洲栽培稻和南方野生稻杂种F_1花粉不育位点的遗传分析 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 实验材料 |
| 1.2 材料的田间种植和调查 |
| 1.3 花粉育性调查与统计 |
| 1.4 分子连锁图谱构建和QTL检测 |
| 1.4.1 分子标记开发 |
| 1.4.2 水稻叶片基因组DNA提取 |
| 1.4.3 BC_1F_1群体的基因型分析 |
| 1.4.4 BC_1F_1析群体的QTL检测 |
| 1.5 研究策略和近等基因系的构建 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 亲本和杂种F_1表型调查 |
| 2.2 群体花粉育性统计 |
| 2.3 多态性分子标记的开发、基因型分析和分子连锁图谱构建 |
| 2.4 杂种花粉不育的QTL位点检测与分析 |
| 2.5 近等基因系的构建和筛选 |
| 3 小结 |
| 第三章 qHMS7位点杂种花粉败育的细胞学分析 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 实验材料的种植和准备 |
| 1.2 花粉育性的碘-碘化钾染色法测定 |
| 1.3 花粉的离体萌发 |
| 1.4 花粉的电镜观察 |
| 1.5 花药的半薄切片观察 |
| 1.6 醋酸洋红染色观察 |
| 1.7 DAPI染色观察 |
| 1.8 花粉发育和细胞身份分析 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 滇粳优1号和近等基因系的花粉育性分析 |
| 2.2 花药和花粉发育过程的细胞学分析 |
| 2.3 花粉的形态特征分析 |
| 2.4 花粉发育过程的细胞学观察 |
| 3 小结 |
| 第四章 杂种花粉半不育位点qHMS7的精细定位和候选基因分析 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 定位群体的种植和样本的采集 |
| 1.2 花粉育性和小穗育性考察 |
| 1.3 重组单株的基因型分析 |
| 1.3.1 一步法粗提DNA |
| 1.3.2 重组单株的基因型分析 |
| 1.4 配子传递率的调查 |
| 1.5 精细定位区间的序列分析 |
| 1.6 基因预测 |
| 1.6.1 基因的预测 |
| 1.6.2 预测基因的真实存在性分析 |
| 1.7 RNA提取和基因的表达量分析 |
| 1.7.1 RNA的提取和cDNA制备 |
| 1.7.2 基因的表达量分析 |
| 1.8 转基因策略和载体构建 |
| 1.8.1 转基因策略 |
| 1.8.2 转基因载体的构建 |
| 1.9 水稻遗传转化和转基因鉴定 |
| 1.9.1 农杆菌介导的水稻遗传转化 |
| 1.9.2 转基因鉴定 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 qHMS7的遗传效应分析 |
| 2.2 杂种花粉不育位点qHMS7的精细定位 |
| 2.3 定位区间内的基因预测和分析 |
| 2.4 候选基因的转基因功能验证 |
| 3 小结 |
| 第五章 全文结论与讨论 |
| 1 讨论 |
| 1.1 遗传分析群体和QTL检测功效的关系 |
| 1.2 qHMS7导致携带野生稻等位基因的花粉败育 |
| 1.3 qHMS7的广亲和等位基因对水稻育种的价值 |
| 2 全文结论 |
| 2.1 滇粳优1号和南方野生稻种间杂种不育位点检测 |
| 2.2 杂种不育位点qHMS7的细胞学分析 |
| 2.3 qHMS7只影响杂种花粉的正常发育 |
| 2.4 杂种不育位点被定位在75-kb的区间内 |
| 3 本研究的创新之处 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 在读期间发表的论文 |
| 致谢 |
（6）水稻籼粳亚种间杂种不育性的克服（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 籼粳稻的杂种不育性及广亲和性 |
| 1.1.2 籼粳杂种不育基因的定位及克隆 |
| 1.1.3 籼粳杂种不育遗传机理 |
| 1.1.4 克服籼粳杂种不育的有效途径 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 研究技术路线 |
| 1.3.1 籼粳杂种不育基因座S5和Sa的等位基因变异 |
| 1.3.2 粳型亲籼系的培育 |
| 1.3.3 华粳籼74广亲和系的培育 |
| 第2章 籼粳杂种不育基因座S5和Sa的等位基因变异 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 供试材料 |
| 2.2.2 实验试剂 |
| 2.2.3 实验仪器 |
| 2.2.4 SNP标记的设计 |
| 2.2.5 实验方法 |
| 2.2.5.1 水稻基因组DNA的提取 |
| 2.2.5.2 基因型检测 |
| 2.2.5.3 短片段基因组DNA扩增及检测 |
| 2.2.5.4 育性分析 |
| 2.2.5.5 数据分析 |
| 2.3 结果 |
| 2.3.1 携带S5座位不同基因型的种质资源 |
| 2.3.2 SSSLs中S5座位的等位基因变异 |
| 2.3.3 胚囊不育基因座S5的等位基因变异 |
| 2.3.4 SSSLs中Sa座位的等位基因变异 |
| 2.3.5 杂种不育基因座Sa的等位基因 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 不同粳稻背景的粳型亲籼系的培育 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 供试材料 |
| 3.2.2 杂种不育基因座紧密连锁标记 |
| 3.2.3 主要农艺性状调查 |
| 3.3 结果 |
| 3.3.1 F_1花粉不育基因聚合系TISL-Dbc-Gde的粳型特征 |
| 3.3.1.1 聚合系TISL-Dbc-Gde的遗传背景及代换片段长度 |
| 3.3.1.2 聚合系TISL-Dbc-Gde的粳型特征 |
| 3.3.2 F_1花粉不育基因聚合系TISL-Dbc-Gde的亲和性 |
| 3.3.3 不同粳稻背景的粳型亲籼系的培育 |
| 3.3.4 不同粳稻背景的粳型亲籼系的表型特征 |
| 3.3.5 不同粳稻背景的粳型亲籼系的亲和性 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 华粳籼74广亲和系的培育 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 供试材料 |
| 4.2.2 杂种不育基因座紧密连锁标记 |
| 4.3 结果 |
| 4.3.1 华粳籼74广亲和系的培育 |
| 4.3.2 华粳籼74广亲和系的亲和性 |
| 4.3.3 杂种不育基因座Sa在F_2群体中偏态分离 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 讨论与结论 |
| 5.1 讨论 |
| 5.1.1 种质新资源中S5-n基因的多样性 |
| 5.1.2 胚囊不育基因座S5的等位基因变异 |
| 5.1.3 籼粳亚种间杂种不育性的基因座位 |
| 5.1.4 籼粳亚种间杂种不育性的克服 |
| 5.2 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 附录B |
（7）控制籼粳杂种不育Sa座位中蛋白因子胞间转移的分子机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略语及英文对照 |
| 1 前言 |
| 1.1 水稻杂种不育研究进展 |
| 1.1.1 水稻杂种不育概述 |
| 1.1.2 水稻杂种不育的主要原因 |
| 1.1.3 籼粳稻杂种不育F1不育的遗传机理 |
| 1.1.4 籼粳雄性杂种不育Sa座位的研究进展 |
| 1.2 胞间转移的研究进展 |
| 1.2.1 胞间连丝的概述 |
| 1.2.2 胞间连丝的转运机制 |
| 1.3 本研究的目的及意义 |
| 2 材料与方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 供试的水稻材料 |
| 2.1.2 载体与菌株 |
| 2.1.3 主要试剂 |
| 2.1.4 主要仪器设备 |
| 2.1.5 主要溶液及试剂配方 |
| 2.1.6 Sounthern杂交试剂及配方 |
| 2.1.7 农杆菌培养基 |
| 2.1.8 水稻组织培养培养基 |
| 2.1.9 石蜡切片相关试剂 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 DNA微量抽提 |
| 2.2.2 聚丙烯酰胺凝胶电泳分析 |
| 2.2.3 cDNA的PCR扩增 |
| 2.2.4 PCR产物回收纯化 |
| 2.2.5 大肠杆菌感受态细胞的制备 |
| 2.2.6 DNA的连接 |
| 2.2.7 电击转化 |
| 2.2.8 阳性克隆的鉴定和保存 |
| 2.2.9 质粒的提取 |
| 2.2.10 植物转化载体的构建 |
| 2.2.11 重组质粒转化农杆菌及质粒稳定性鉴定 |
| 2.2.12 水稻胚性愈伤组织的诱导 |
| 2.2.13 农杆菌介导的遗传转化 |
| 2.2.14 花粉育性鉴定 |
| 2.2.15 CTAB法抽提大量提取基因组DNA |
| 2.2.16 Southern杂交 |
| 2.2.17 材料固定石蜡切片 |
| 2.2.18 石蜡切片脱蜡程序 |
| 3 结果与分析 |
| 3.1 本研究的技术路线 |
| 3.2 孢间转移相关遗传载体的构建 |
| 3.3 农杆菌介导的遗传转化 |
| 3.4 转基因植株T0代转基因鉴定 |
| 3.5 转基因植株T0代Southern Blotting分析 |
| 3.6 转基因植株T0代表型鉴定分析 |
| 3.6.1 SaM+-FLAG转基因植株T0代表型鉴定分析 |
| 3.6.2 SaM+-FLAG/SaF+-HA转基因植株T0代表型鉴定分析 |
| 3.6.3 SaM--FLAG转基因植株T0代表型鉴定分析 |
| 3.7 利用荧光免疫组化观察三个因子的蛋白积累情况 |
| 3.7.1 SaM+-FLAG荧光免疫组化结果分析 |
| 3.7.2 SaM--FLAG荧光免疫组化结果分析 |
| 4 讨论与结论 |
| 4.1 讨论 |
| 4.1.1 Sa基因座两基因/三元件遗传模型 |
| 4.1.2 Sa基因座胞间转移假说 |
| 4.2 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）水稻籼粳亚种间杂种衰败的遗传解析及HB-12基因克隆（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明 |
| 第1章 文献综述及研究背景 |
| 1.1 亚洲栽培稻的分化与亚种分类 |
| 1.2 水稻籼、粳亚种间的生殖隔离 |
| 1.3 水稻籼、粳亚种间生殖隔离的方式 |
| 1.3.1 杂种不育 |
| 1.3.1.1 导致水稻杂种不育的原因 |
| 1.3.1.1.1 雌配子败育 |
| 1.3.1.1.2 雄配子败育 |
| 1.3.1.2 籼粳亚种间杂种不育遗传机理 |
| 1.3.1.2.1 重复隐性配子致死模式 |
| 1.3.1.2.2 单位点孢子体-配子体互作模式 |
| 1.3.1.2.3 上位相互作用模式 |
| 1.3.1.2.4 分化超基因重组模式 |
| 1.3.2 杂种衰败 |
| 1.4 水稻雌配子发育研究进展 |
| 1.4.1 水稻雌配子的发育 |
| 1.4.2 水稻雌配子发育相关基因研究进展 |
| 1.4.2.1 减数分裂前相关基因 |
| 1.4.2.2 减数分裂相关基因 |
| 1.4.2.3 极性建立与大孢子发育 |
| 1.5 QTL定位在水稻中基因的克隆与应用 |
| 1.5.1 水稻QTL定位的原理与作图群体 |
| 1.5.2 QTL定位的常用方法 |
| 1.5.3 水稻QTL定位与克隆 |
| 1.6 水稻基因的图位克隆 |
| 1.6.1 图位克隆的技术原理 |
| 1.6.2 图位克隆的技术路线 |
| 1.6.3 水稻基因图位克隆进展 |
| 1.7 本研究的目的和意义 |
| 第2章 利用水稻CSSL和BIL群体进行杂种衰败遗传解析 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 试验材料与方法 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 试验方法 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 CSSL单片段代换系群体小穗育性QTL定位 |
| 2.3.2 BIL回交自交系群体小穗育性QTL定位 |
| 2.3.3 小穗育性相关的位点qSF-8和qSF-12的互作分析 |
| 2.4 小结与讨论 |
| 2.4.1 小穗育性QTL定位的结果 |
| 2.4.2 非等位基因间的不亲和性互作控制杂种衰败 |
| 2.4.3 CSSL群体中未能检测到qSF-8的原因 |
| 第3章 水稻籼粳亚种间杂种衰败关键基因HB-12精细定位 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验材料 |
| 3.2.1 植物材料 |
| 3.2.2 菌株和载体 |
| 3.2.3 实验试剂 |
| 3.2.4 常用培养基配制 |
| 3.2.5 常用激素、抗生素及生化试剂配制 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 水稻育性的考察 |
| 3.3.2 水稻DNA和RNA的提取 |
| 3.3.3 PCR反应及电泳分析 |
| 3.3.4 F_2遗传分析群体和基因定位群体的构建 |
| 3.3.5 初步定位 |
| 3.3.6 精细定位 |
| 3.3.7 生物信息学分析 |
| 3.3.8 琼脂糖凝胶中回收DNA片段 |
| 3.3.9 质粒DNA的提取、酶切和连接 |
| 3.3.10 载体构建 |
| 3.3.11 感受态细胞的制备与转化 |
| 3.3.12 根癌农杆菌介导的水稻转化体系 |
| 3.3.13 潮霉素抗性基因鉴定转基因植株 |
| 3.4 结果与分析 |
| 3.4.1 HB-12的遗传分析与初步定位 |
| 3.4.2 HB-12的精细定位 |
| 3.4.3 HB-12定位区间内的候选基因分析 |
| 3.4.4 HB-12的候选基因LOC_Os12g38850序列分析 |
| 3.4.5 HB-12候选基因LOC_Os12g38850的功能验证 |
| 3.5 小结与讨论 |
| 3.5.1 HB-12的精细定位及候选基因的确定 |
| 3.5.2 HB-12的候选基因LOC_Os12g38850的结构 |
| 3.5.3 HB-12是一个控制籼粳杂种衰败的新基因 |
| 第4章 籼粳杂种衰败关键基因HB-12的表达分析 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验材料 |
| 4.2.1 植物材料 |
| 4.2.2 菌株和载体 |
| 4.2.3 实验试剂 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 水稻DNA及RNA提取 |
| 4.3.2 RNA的纯化和cDNA的合成 |
| 4.3.3 半定量RT-PCR和定量Real-Time PCR分析 |
| 4.3.4 琼脂糖凝胶中回收DNA片段、质粒DNA的提取、酶切和连接 |
| 4.3.5 载体构建 |
| 4.3.6 GUS组织化学染色 |
| 4.3.7 GFP融合蛋白在水稻原生质体中的亚细胞定位 |
| 4.3.8 转录组分析 |
| 4.4 结果与分析 |
| 4.4.1 HB-12候选基因LOC_Os12g38850组织表达特征 |
| 4.4.2 HB-12基因编码蛋白的亚细胞定位 |
| 4.4.3 HB-12基因在幼穗中的Real-Time PCR表达分析 |
| 4.5 Sasanishiki和SL438幼穗转录组RNA-seq分析 |
| 4.5.1 样品说明 |
| 4.5.2 RNA-seq数据的质量分析 |
| 4.5.3 Sasanishiki和SL438间表达差异基因分析 |
| 4.5.4 水稻胚囊发育相关基因的RNA-seq表达量分析 |
| 4.5.4.1 减数分裂前相关基因的表达分析 |
| 4.5.4.2 减数分裂相关基因的表达分析 |
| 4.5.4.3 SL438中胚囊发育受阻的时期 |
| 4.6 小结与讨论 |
| 4.6.1 HB-12基因的表达特征 |
| 4.6.2 HB-12基因在胚囊发育中的表达时期 |
| 4.6.3 HB-12基因的生物学功能 |
| 第5章 全文总结 |
| 5.1 本研究的主要结论 |
| 5.2 本研究的主要创新点 |
| 5.3 本研究不足之处及下一步研究设想 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录1 常用培养基的配制 |
| 附录2 常用激素、抗生素及生化试剂配制 |
| 附录3 水稻DNA提取 |
| 附录4 水稻总RNA的抽提 |
| 附录5 PCR反应及电泳分析 |
| 附录6 琼脂糖凝胶中DNA片段的回收 |
| 附录7 质粒DNA的提取、酶切和连接 |
| 附录8 感受态细胞的制备及转化 |
| 1. 大肠杆菌感受态细胞的制备 |
| 2. 大肠杆菌感受态细胞的转化 |
| 3. 农杆菌感受态细胞的制备 |
| 4. 农杆菌感受态细胞的转化 |
| 附录9 根癌农杆菌介导的水稻转化体系 |
| 1. 水稻的组织培养 |
| 2. 根癌农杆菌的培养及其介导的水稻转化 |
| 3. 抗性愈伤组织的分化及转基因植株的再生 |
| 附录10 水稻离体叶片潮霉素抗性检测法 |
| 附录11 水稻原生质体转化 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（9）水稻籼粳杂种胚囊败育基因S7的图位克隆和功能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略语表 |
| 第一章 文献综述 |
| 1 水稻籼粳杂种不育机理的研究 |
| 1.1 籼粳亚种间的遗传分化 |
| 1.2 籼粳杂种不育的细胞学研究 |
| 1.2.1 雌配子败育 |
| 1.2.2 雄配子败育 |
| 1.2.3 花药开裂异常 |
| 1.2.4 花粉在柱头上的附着及萌发障碍 |
| 1.2.5 雌雄异熟 |
| 1.2.6 环境条件 |
| 1.3 籼粳杂种不育的遗传模式 |
| 1.3.1 重复隐性基因配子体致死模式 |
| 1.3.2 单位点孢子体-配子体互作模式 |
| 1.4 水稻籼粳杂种不育基因的定位及克隆 |
| 1.4.1 雌配子败育位点的定位 |
| 1.4.2 雌配子败育位点的克隆 |
| 1.4.3 雄配子败育位点的定位 |
| 1.4.4 雄配子败育位点的克隆 |
| 1.4.5 雌、雄配子同时败育位点的定位 |
| 2 被子植物雌配子体的发育及受精 |
| 2.1 胚囊的发育 |
| 2.2 胚囊发育过程中细胞骨架的变化 |
| 2.3 胚囊发育过程中的调控基因 |
| 2.3.1 参与大孢子发生过程的基因 |
| 2.3.2 参与雌配子体发生过程的基因 |
| 2.4 胚囊对花粉管的引导和受精 |
| 3 Tetratricopeptide repeat (TPR)结构域 |
| 3.1 TPR的序列和结构特征 |
| 3.2 包含TPR结构域的蛋白及功能 |
| 4 本研究的目的和意义 |
| 第二章 水稻籼粳杂种胚囊败育的细胞学研究 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 供试材料 |
| 1.2 I_2-KI染色法测定花粉育性 |
| 1.3 花粉离体培养测定花粉萌发率 |
| 1.4 花粉在柱头上的附着、萌发与伸长观察 |
| 1.5 核特异荧光染色与整体透明技术观察胚囊发育 |
| 1.6 盐酸浸泡结合I_2-KI染色法观察胚囊受精情况 |
| 1.7 饱和授粉 |
| 1.8 小穗育性的考察 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 亲本和F_1的花粉、小穗育性 |
| 2.2 亲本和F_1花粉萌发、伸长及饱和授粉 |
| 2.3 亲本和F_1胚囊发育过程的观察及其育性统计 |
| 3 讨论 |
| 3.1 雌配子的成熟 |
| 3.2 S7位点胚囊败育的细胞学探究 |
| 第三章 水稻籼粳杂种败育基因S7的精细定位 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 供试材料 |
| 1.2 I_2-KI染色法测定花粉育性 |
| 1.3 小穗育性的考察 |
| 1.4 DNA的提取及PCR分析 |
| 1.5 配子传递率 |
| 1.6 dCAPS、CAPS标记的开发 |
| 1.7 单位物理距离内染色体交换率的计算 |
| 1.8 目标区域基因预测 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 Ingra/Cpslo17 F_1、Ingra/IR36 F_1半不育的遗传学分析 |
| 2.2 S7位点的广亲和测验 |
| 2.3 S7的精细定位 |
| 2.4 单位物理距离内染色体交换率的分析 |
| 2.5 S7目的区域内基因预测和分析 |
| 3 讨论 |
| 3.1 中性等位基因在籼粳杂种优势利用的应用 |
| 3.2 重组抑制 |
| 第四章 S7候选基因的遗传转化和功能分析 |
| 1 材料与方法 |
| 1.1 材料及种植 |
| 1.2 DNA的提取及PCR分析 |
| 1.3 目标区域基因序列测定 |
| 1.4 RNA干扰载体的构建 |
| 1.5 农杆菌介导的水稻遗传转化 |
| 1.6 RNA干扰转基因植株的PCR鉴定 |
| 1.7 I_2-KI染色法测定花粉育性 |
| 1.8 核特异荧光染色与整体透明技术观察胚囊发育 |
| 1.9 小穗育性的考察 |
| 1.10 Real-time PCR (RT-PCR) |
| 1.11 同源序列比对和系统进化分析 |
| 2 结果与分析 |
| 2.1 ORF3的组织表达分析和氨基酸序列比对 |
| 2.2 RNAi转基因植株的PCR检测及表型分析 |
| 2.3 ORF3等位基因的进化分析 |
| 3 讨论 |
| 3.1 杂种不育基因的克隆和功能研究 |
| 3.2 杂种不育与基因互作 |
| 3.3 水稻起源与水稻杂种不育位点的进化模式 |
| 第五章 全文总结 |
| 1 全文结论 |
| 1.1 Ingra/Cpslo17、Ingra/IR36杂种F_1小穗半不育由胚囊败育导致 |
| 1.2 杂种F_1中败育胚囊基因型分别为S7~(cp)、S7~i |
| 1.3 S7位于第7染色体着丝粒附近的139 kb范围内 |
| 1.4 Ingra/Cpslo17 F_(2:3)群体中重组抑制可能与逆转录转座子富集有关 |
| 1.5 编码包含TPR结构域蛋白质的ORF3参与S7控制的杂种胚囊败育 |
| 2 本研究创新之处 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 在读期间发表的论文 |
| 致谢 |
（10）利用TALENs技术创制水稻广亲和新材料（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 中文文摘 |
| 绪论 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 水稻的起源和籼粳亚种的演化 |
| 1.2 水稻的杂种优势及机理研究 |
| 1.2.1 杂种优势的发现 |
| 1.2.2 水稻的杂种优势 |
| 1.2.3 杂种优势的机理 |
| 1.2.3.1 杂种优势的经典假说 |
| 1.2.3.2 杂种优势的新假说 |
| 1.3 水稻籼粳杂种优势及其杂种不育问题 |
| 1.4 水稻籼粳杂种不育的细胞学原因 |
| 1.4.1 雄配子败育 |
| 1.4.2 雌配子败育 |
| 1.4.3 其他细胞学原因导致的杂种不育 |
| 1.5 水稻广亲和种质资源的发现及广亲和概念由来 |
| 1.6 水稻广亲和性的遗传模型 |
| 1.6.1 单位点孢子体-配子体互作模型 |
| 1.6.2 重复隐性基因配子致死模型 |
| 1.7 广亲和基因的遗传标志和精细定位 |
| 1.7.1 广亲和基因的遗传标志 |
| 1.7.2 广亲和基因的精细定位 |
| 1.7.2.1 目前已经定位的雌性不育基因 |
| 1.7.2.2 目前已经定位的雄性不育基因 |
| 1.7.3 已克隆的水稻亚种间杂交不育基因 |
| 1.7.3.1 雌性不育基因的克隆及作用机制 |
| 1.7.3.2 雄性不育基因的克隆和作用机制 |
| 1.8 广亲和基因在遗传育种上的应用及存在问题 |
| 1.8.1 广亲和基因在遗传育种上的应用现状 |
| 1.8.2 广亲和基因在遗传育种上的问题 |
| 1.9 水稻籼粳杂种优势的利用思路 |
| 1.10 TALENs技术在植物遗传改良上的应用 |
| 1.10.1 TALE蛋白功能的发现 |
| 1.10.2 TALE蛋白的结构特征 |
| 1.10.3 TALENs技术的形成及作用原理 |
| 1.10.4 TALENs技术在作物上的应用现状 |
| 1.10.4.1 TALENs技术作用效率及特点 |
| 1.10.4.2 TALENs技术在植物应用上的发展 |
| 1.11 展望 |
| 第2章 靶向基因的TALENs原核表达载体构建及表达分析 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 材料 |
| 2.1.1.1 水稻品种 |
| 2.1.1.2 菌株和质粒 |
| 2.1.1.3 试剂和仪器 |
| 2.1.2 方法 |
| 2.1.2.1 运用生物信息学数据库获取水稻广亲和基因和香味基因 |
| 2.1.2.2 TALEN的靶位点预测与选择 |
| 2.1.2.3 TALENs靶基因的序列确认 |
| 2.1.2.4 对应靶序列的TAL识别模块组装以及表达载体构建 |
| 2.1.2.5 农杆菌介导的水稻转化 |
| 2.1.2.6 转基因植株的分子检测及潮霉素筛选 |
| 2.1.2.7 转基因水稻植株RNA提取及cDNA测序分析 |
| 2.2 结果与分析 |
| 2.2.1 水稻广亲和基因和水稻香味基因的结构分析 |
| 2.2.2 试验材料的靶基因序列分析 |
| 2.2.3 TALENs的靶位点选择 |
| 2.2.4 TALENs表达载体构建与鉴定 |
| 2.2.5 转基因植株的分子检测及潮霉素筛选验证 |
| 2.2.6 转基因水稻植株RNA水平的表达分析 |
| 2.3 小结 |
| 第3章 TALENs介导水稻广亲和及香型突变体的检测体系建立 |
| 3.1 材料与方法 |
| 3.1.1 材料 |
| 3.1.1.1 供试水稻品种 |
| 3.1.1.2 菌株和质粒 |
| 3.1.1.3 试剂和仪器 |
| 3.1.2 方法 |
| 3.1.2.1 TALENs介导突变体检测体系 |
| 3.1.2.2 靶位点测序鉴定 |
| 3.1.2.3 TALENs介导突变体的稳定性分析 |
| 3.1.2.4 TALENs创制水稻突变材料的表型分析 |
| 3.1.2.5 TALENs介导突变体的聚合 |
| 3.2 结果与分析 |
| 3.2.1 TALENs介导检测体系的建立与突变体的获得 |
| 3.2.1.1 TALENs介导S4突变体的获得 |
| 3.2.1.2 TALENs介导S5突变体的获得 |
| 3.2.1.3 TALENs介导OsBADH2突变体 |
| 3.2.2 TALENs介导突变体的稳定性分析 |
| 3.2.3 去外源TALENs表达框T1突变株的检测 |
| 3.2.4 TALENs介导突变体的表型分析 |
| 3.2.5 TALENs介导多基因敲除研究 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 讨论 |
| 4.1 TALENs技术对的转基因水稻发展的意义 |
| 4.2 TALENs技术应用的注意事项 |
| 4.3 TALENs蛋白的作用时期及其应用 |
| 4.4 籼粳杂种不育问题的复杂性 |
| 4.5 后续工作 |
| 附录1 缩写词及文中所用特殊标示符 |
| 附录2 实验试剂及仪器 |
| 附录3 实验方法 |
| 附录4 农杆菌介导的水稻遗传转化 |
| 附录5 实验材料目的基因序列与野生型的blast比对 |
| 附录6 终载体TALE识别模块的列验证 |
| 附录7 愈伤不断继代获得不同突变植株 |
| 附录8 突变体的T1代自交分离比 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、单位点孢子体-配子体互作模型中不育基因的位置和效应的估计方法(英文)（论文参考文献）
- [1]同源四倍体水稻T449育性及杂种优势细胞和分子遗传学研究[D]. 陈林. 华南农业大学, 2019
- [2]环境敏感型水稻杂种雄性不育基因座的鉴定[D]. 房超伟. 华南农业大学, 2019(02)
- [3]荷叶铁线蕨性器官分化的微观形态观察及转录组分析[D]. 付琪. 华中农业大学, 2019(01)
- [4]S1座位控制亚洲栽培稻和非洲栽培稻种间杂种不育的分子机制研究[D]. 黄健乐. 华南农业大学, 2017(08)
- [5]亚洲栽培稻与南方野生稻（Oryza meridionalis）种间杂种花粉不育位点qHMS7的图位克隆[D]. 余晓文. 南京农业大学, 2017(04)
- [6]水稻籼粳亚种间杂种不育性的克服[D]. 郭洁. 华南农业大学, 2016(02)
- [7]控制籼粳杂种不育Sa座位中蛋白因子胞间转移的分子机制研究[D]. 季艳蓉. 华南农业大学, 2016(03)
- [8]水稻籼粳亚种间杂种衰败的遗传解析及HB-12基因克隆[D]. 李荣德. 扬州大学, 2016(02)
- [9]水稻籼粳杂种胚囊败育基因S7的图位克隆和功能分析[D]. 禹阳. 南京农业大学, 2015(06)
- [10]利用TALENs技术创制水稻广亲和新材料[D]. 朱义旺. 福建师范大学, 2015(03)