【摘要】：水稻(Oryza sativa L.)是人類最主要的糧食作物之一。雄性不育是雄性器官發(fā)育異�；蛲嘶�,不能形成有活力的花粉而雌蕊發(fā)育正常的現(xiàn)象。雄性不育在水稻雜交育種和雜種優(yōu)勢利用中處于核心地位,在保障國家糧食安全上意義重大,對水稻雄性不育的相關(guān)機(jī)制的研究具有一定的理論和實(shí)踐意義。本研究通過細(xì)胞形態(tài)學(xué)分析及基因定位,主要結(jié)果如下:1.dmt1(defective microsporocyte tapetum1)是一個(gè)通過60Coγ射線輻射誘變松香早粳獲得的一個(gè)穩(wěn)定遺傳的雄性不育突變體。將dmt1與親本松香早粳雜交,F2群體中可育株與不育株呈典型的3:1分離,表明dmt1表型受單核隱性基因控制。與野生型相比,dmt1在營養(yǎng)生長期未出現(xiàn)明顯的表型缺陷,在生殖生長期,盡管其花序和花器官能正常生長,穎花外形和花器官數(shù)目無明顯表型缺陷,但其花藥較小呈白色。經(jīng)I2-KI染色發(fā)現(xiàn)dmt1突變體花粉數(shù)量減少,花粉皺縮變形,碘染不著色。DAPI染色發(fā)現(xiàn),dmt1可進(jìn)行正常的減數(shù)分裂釋放出小孢子。石蠟切片和透射電鏡的分析表明,dmt1從小孢子時(shí)期開始出現(xiàn)提前降解,主要表現(xiàn)為dmt1突變體的絨氈層染色較淺,空泡化較多,絨氈層細(xì)胞的細(xì)胞器呈溶解狀態(tài),內(nèi)含物彌散,烏氏體減少,且花粉壁形成受損;隨著花藥的不斷發(fā)育,野生型中液泡化的小孢子開始累積淀粉,最終形成成熟的花粉粒,但dmt1突變體的絨氈層和小孢子繼續(xù)降解,最終僅剩萎縮的小孢子空腔。形態(tài)學(xué)的分析表明DMT1主要影響水稻花藥減數(shù)分裂后絨氈層和小孢子的發(fā)育及花粉壁的形成。2.為了克隆DMT1基因,將dmt1與粳稻品系日本晴雜交,構(gòu)建F2定位群體,利用已有的水稻基因組序列信息篩選多態(tài)性引物,通過BSA的方法發(fā)現(xiàn)目的基因與第3號染色體上的標(biāo)記syrb3-7c緊密連鎖,并通過F2單株進(jìn)一步確認(rèn)。為了進(jìn)一步對DMT1進(jìn)行精細(xì)定位,在syrb3-7c附近發(fā)展了有多態(tài)性的標(biāo)記,同時(shí)通過對兩個(gè)親本重測序開發(fā)有多態(tài)性的標(biāo)記。最終將DMT1基因定位到第3號染色體上標(biāo)記syrb3-7c1-43和syrb3-7c1-6之間,物理距離為512kb。3.為了探討DMT1可能參與的水稻花藥發(fā)育調(diào)控網(wǎng)絡(luò),利用半定量RT-PCR分析了已報(bào)道的水稻花粉壁和絨氈層發(fā)育基因在dmt1突變體中的表達(dá)變化。其中4個(gè)花粉壁發(fā)育基因CYP703A3-3、CYP704B2、WDA1和DPW2,4個(gè)絨氈層細(xì)胞發(fā)育相關(guān)基因EAT1、DTC1、DTM1、GAMYB的表達(dá)明顯改變,表明DMT1基因可能在水稻花藥發(fā)育過程中具有重要作用。
【學(xué)位授予單位】：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S511
【圖文】：

3圖1 水稻花藥發(fā)育的分期[15]。L1，L2，L3：雄蕊原基的三層細(xì)胞，Ar：孢原細(xì)胞，C：連接細(xì)胞，V：脈管區(qū)，1°P：初生壁細(xì)胞，2°P：次生壁細(xì)胞

(7) 樹脂凝聚：將包埋板分別在 35 ℃ 、 45 ℃ 下各放置 12 小時(shí)，然后在 6下凝聚一天左右，待用。(8) 超薄切片：通常此時(shí)包埋塊是硬的，若呈偏軟狀態(tài)則說明樹脂吸潮，就再把包塊放在 60 ℃ 烘箱烘干，確定變硬后先進(jìn)行修塊露出組織，然后在超薄切片機(jī)切片。(9) 染色：將制備好的 40-80nm 的超薄切片置于銅網(wǎng)上，用 2% (w/v) 醋酸

本文編號：2791311