花椰菜温敏雄性不育系GS-19花药败育的细胞学及转录组分析

摘要：

[目的]对花椰菜温敏雄性不育系的花器形态、花药败育时期和败育分子机理进行研究,明确其不育特性发生的细胞学和分子机理,为进一步研究其雄性不育奠定理论基础.[方法]以花椰菜温敏雄性不育系GS-19为试验材料,不同温度(1 5℃和20℃)处理,采用形态学、细胞学方法及高通量测序技术(Illumina HiSeq 2500),研究其形态特征、花药败育的细胞学及分子机理. [结果]花椰菜温敏雄性不育系GS-19的育性转换受温度控制,高温(20℃)不育,低温(15℃)育性恢复.GS-19不育株与可育株花器差异显著,不育株花器显著小于可育株.花药细胞学观察发现GS-19的花药发育过程有花粉母细胞的分化,形成正常花粉囊,不产生花粉粒或者产生微量的无生活力的花粉粒,花药发育受阻于花粉母细胞到四分体时期,形成了花粉粒外壁发育异常的拟“四分体孢子”,逐渐降解,剩下花粉空壳,属于花粉母细胞败育类型.GS-19不育株和可育株花蕾转录组分析共获得67 9 30个Unigene,其中Nt数据库比对到相似序列数最多(5 2 1 91个),Nr数据库比对到相似序列次之(46 447个),KOG数据库比对相似序列最少(1 3 1 98个);GO注释到25 336个Unigene;KOG注释到1 3 1 98个Unigene;KEGG注释到1 4 778个Unigene.基因差异表达分析发现GS-19不育株花蕾和可育株花蕾中有2 1 7 0个基因差异表达,1 078个基因上调表达和1 092个基因下调表达.[结论]花椰菜温敏雄性不育系GS-19为高温不育类型,不育株花器显著小于可育株,花丝显著缩短,花药萎缩、干瘪,花药发育受阻于花粉母细胞到四分体时期,属于花粉母细胞败育类型.转录组测序获得了67 9 30个Unigene,差异表达基因2 1 7 0个.

关键词：花椰菜、温敏雄性不育系、花药败育、细胞学、转录组分析

所属期刊栏目：50

分类号：S51;S33

资助基金：国家自然科学基金31460519;农业部园艺作物生物学与种质创制西北地区科学观测试验站项目2015-A2621-620321-G1203-066;现代农业产业技术体系CARS-25-G-48;甘肃省农科院科技创新工程学科团队2014GAAS07

在线出版日期：2017-11-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：2538-2552