光溫敏核不育（Photoperiod-thermo-sensitive genic male sterile,PTGMS）水稻武香S（Wuxiang S,WXS）的育性轉(zhuǎn)變受環(huán)境條件（例如溫度和日長）的影響。在兩系雜交水稻中這種影響是普遍的,但是從蛋白質(zhì)組學(xué)以及基因組水平上來探討其育性轉(zhuǎn)換的分子基礎(chǔ),目前還未見有詳細的研究報道。為此,本研究以武香S育性轉(zhuǎn)變關(guān)鍵時期的幼穗為材料,通過比較育性轉(zhuǎn)變前后的蛋白質(zhì)組學(xué)、以及蛋白質(zhì)組學(xué)與轉(zhuǎn)錄組學(xué)結(jié)合分析和全基因組甲基化研究的比較分析,來探索光溫敏核不育水稻育性轉(zhuǎn)換的分子機制和蛋白調(diào)控網(wǎng)絡(luò)機制。本研究主要的實驗結(jié)果如下:1、利用iTRAQ定量蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù),以武香S的花粉母細胞形成期（P2）和減數(shù)分裂期（P3）的幼穗為材料,研究了武香S在這兩個育性轉(zhuǎn)變關(guān)鍵時期的蛋白質(zhì)表達譜。結(jié)果表明,在不育株WXS（S）（S,Sterility）和可育株WXS（F）（F,Fertility）育性轉(zhuǎn)變關(guān)鍵時期共鑒定到340個差異蛋白（differentially expresssd proteins,DEPs）,其中在花粉母細胞形成期（P2）SP2 vs.FP2有2... 

【文章來源】：武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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RNA指導(dǎo)的DNA甲基化途徑（引自(Zhangetal.,2018b)）

圖 1-2 DNA 甲基化的維持（引自(Zhang et al., 2018b)）Figure1-2 Maintenance of DNA methylation (cited from Zhang et al., 2018b)1.3.2 水稻光溫敏不育系基因組甲基化研究進展Ding 等 (Ding et al., 2012b)以光溫敏型雄性不育水稻 NK58S 和 NK58 為材料克隆了一個控制光敏雄性不育基因 psm3，它編碼一種長鏈非編碼 RN（LDMAR）。與野生型相比，NK58S 中的 LDMAR 啟動子甲基化增加，這降低LDMAR 的表達，從而導(dǎo)致長日照條件下 NK58S 雄性不育。同時發(fā)現(xiàn)了有一siRNA (PSI-LDMAR)位于 LDMAR 啟動子區(qū)域，它在 NK58S 中的表達量遠大NK58，表明該 PSI-LDMAR 與 LDMAR 啟動子的 DNA 甲基化水平相關(guān)，并且過 RdDM（ RNA- directed DNA methylation）機制參與光敏雄性不育的調(diào)控，NK58S 在 長 日 照 條 件 下 表 現(xiàn) 為 雄 性 不 育 。 Chen 等 采 用 MSA（Methylation-Sensitive Amplification Polymorphism）法對兩種不同條件下PTGMS 水稻 PA64S 的減數(shù)分裂期幼穗 DNA 甲基化水平和模式進行分析，發(fā)現(xiàn)育株甲基化水平明顯高于可育株的甲基化水平，成功獲得并注釋了 25 個差異擴

表 2-5 數(shù)據(jù)質(zhì)控Table 2-5 Statistics of QCClean Data Size(bp)Mapping Rate(%)Average Depth (X)Coverage(%)12683236024 84.34 20.16 82.68610875185628 84.42 17.06 79.5112572207146 84.45 19.84 80.17813160551478 84.62 20.64 80.996覆蓋度 C 堿基的有效覆蓋率序列大于等于 1，即認為這個 C 堿基被有效覆區(qū)域的有效覆蓋率就是基因功能元件中被有效覆蓋到的C堿基在該基中所占的比例。根據(jù)胞嘧啶（C）序列特征可以將其分為三種類CHH（ H 代表 A 或 T 或 C 堿基）。圖 2-1 中反映了不同 C 堿基類型的累積分布。在四個樣品中，CG 序列的覆蓋深度比例均略高于 C。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]水稻光溫敏核不育性遺傳及分子機理研究進展[J]. 唐立群,肖層林,黎妮,王偉平.  雜交水稻. 2013(01)
[2]Fine mapping and candidate gene prediction of the photoperiod and thermo-sensitive genic male sterile gene pms1（t） in rice[J]. Yuan-fei ZHOU,Xian-yin ZHANG,Qing-zhong XUE (Department of Agronomy,College of Agriculture and Biotechnology,Zhejiang University,Hangzhou 310029,China).  Journal of Zhejiang University-Science B（Biomedicine & Biotechnology）. 2011(06)
[3]8個秈型水稻環(huán)境敏感核不育系的育性轉(zhuǎn)換特性研究（英文）[J]. 牟同敏,曹兵,黃宗洪,楊國才,林尤珍,向關(guān)倫.  植物學(xué)報. 2001(03)
[4]水稻廣親和溫敏不育系株1S的選育及應(yīng)用[J]. 楊遠柱,唐平徠,楊文才,劉愛民,陳運泉,凌文彬,石天寶.  雜交水稻. 2000(02)
[5]水稻新資源秈型兩用核不育系綿9S的選育[J]. 王志,吳凡,唐益文,李乾安,趙德明,黃湘.  西南農(nóng)業(yè)學(xué)報. 1999(04)
[6]再論光敏核不育水稻育性轉(zhuǎn)換的光溫作用模式[J]. 張自國,曾漢來,元生朝,張端品,王本宣,李玉珍.  華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 1992(01)
[7]晚粳光敏核不育系與常規(guī)晚粳品種雜交F1、F2和BF1育性的遺傳行為[J]. 靳德明,李澤炳.  華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 1991(02)
[8]溫度敏感型雄性不育水稻的鑒定[J]. 孫宗修,熊振民,閔紹楷,斯華敏.  中國水稻科學(xué). 1989(02)
[9]植物苯丙烷類代謝的生理意義及其調(diào)控[J]. 歐陽光察,薛應(yīng)龍.  植物生理學(xué)通訊. 1988(03)
[10]光照誘導(dǎo)湖北光敏感核不育水稻育性轉(zhuǎn)變的敏感期及其發(fā)育階段的探討[J]. 元生朝,張自國,許傳楨.  作物學(xué)報. 1988(01)



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