西瓜[Citrullus lanatus（Thunb.）Matsum.&Nakai]是異花授粉植物,具有明顯的雜種優(yōu)勢,利用雄性不育系配制雜交種是西瓜雜種優(yōu)勢利用的重要途徑。西瓜細(xì)胞核雄性不育兩用系‘Se18’是本課題組發(fā)現(xiàn)的核基因雄性不育材料,其不育性狀十分穩(wěn)定。本研究以西瓜細(xì)胞核雄性不育兩用系‘Se18’為材料,對其花藥敗育時期的細(xì)胞學(xué)特征進(jìn)行觀察比較;并通過比較不育株與可育株雄花花蕾發(fā)育過程中抗氧化酶活性、氧化物質(zhì)代謝、內(nèi)源激素含量等生理生化指標(biāo)的變化,以探明雄性不育發(fā)生過程中生理生化特性;同時,結(jié)合BSA（Bulked Segregant Analysis,BSA）和RNA-Seq技術(shù)對不育株與可育株雄花蕾進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序,系統(tǒng)分析DEGs的生物學(xué)功能,以及初步預(yù)測雄性不育基因的候選區(qū)域,并對候選區(qū)域內(nèi)的基因進(jìn)行功能注釋,為探究西瓜雄性不育發(fā)生的分子機(jī)理奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:1.利用光學(xué)顯微鏡觀察了西瓜不育和可育花藥的發(fā)育過程,發(fā)現(xiàn)不育花藥敗育時期發(fā)生在小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂末期。敗育的原因可能是由于絨氈層細(xì)胞發(fā)育異常,引起小孢子母細(xì)胞只進(jìn)行核分裂,而未進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)分裂... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

細(xì)胞質(zhì)雄性不育的遺傳（本圖源自河北師范大學(xué)等編《遺傳學(xué)》一書）

第一章文獻(xiàn)綜述91.4植物雄性不育的轉(zhuǎn)錄組分析1.4.1轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)的發(fā)展轉(zhuǎn)錄組（Transcriptome）的含義有廣義和狹義之分，廣義上指在特定環(huán)境或生理?xiàng)l件下細(xì)胞、組織或生物體中存在的所有RNA的總和，包括信使RNA（mRNA）、核糖體RNA（rRNA）、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）和其他非編碼RNA。而狹義上是指所有可以被細(xì)胞轉(zhuǎn)錄的mRNA。轉(zhuǎn)錄組學(xué)相關(guān)的測序技術(shù)隨著時間的推移發(fā)展很快，在科學(xué)家們不斷的努力下，新的測序技術(shù)被開發(fā)出來，被廣泛使用到生物信息學(xué)領(lǐng)域。而且這些高通量測序技術(shù)比最初的Sanger技術(shù)具有更快的測序速度、更高的通量和更低的成本（Shendureetal.2008）。在目前的研究中，Illumina測序平臺的應(yīng)用相對來說比較廣泛，其測序數(shù)據(jù)的發(fā)表也較多。1.4.2RNA-seq技術(shù)測序流程全基因組鳥槍測序（簡稱RNA-seq技術(shù)）是將第二代測序技術(shù)應(yīng)用到RNA表達(dá)水平與形式的檢測基礎(chǔ)上的測序方法，其先將mRNA片段反轉(zhuǎn)錄成cDNA，再對cDNA測序來評估m(xù)RNA的表達(dá)水平（Marionietal.2008；Wangetal.2009）。RNA-seq技術(shù)的測序流程見下圖1-3。圖1-3轉(zhuǎn)錄組測序?qū)嶒?yàn)流程圖Fig.1-3Theflowchartoftranscriptomesequencingexperiment

西北農(nóng)林科技大學(xué)博士學(xué)位論文142.2結(jié)果與分析2.2.1不育株與可育株花的形態(tài)特征西瓜細(xì)胞核雄性不育兩用系‘Se18’的雌花在不育和可育株上的顏色、育性、形態(tài)等方面的表現(xiàn)沒有任何差異，但是雄花卻存在著明顯的差異（圖2-1）。當(dāng)進(jìn)入開花期時，可育株的雄花花蕾生長迅速，正常發(fā)育，正常開花散粉，而不育株的雄花花蕾卻不能正常增長，表現(xiàn)為：有些不育株的雄花蕾在生長初期已然發(fā)黃，甚至脫落；有些不育株的雄花蕾不僅增長速度慢而且比正常雄花蕾要小，用手觸壓感覺空癟，正常的雄花蕾用手觸壓會有飽滿的感覺。在盛花期，有些不育株的雄花也能開花，但是花瓣明顯較小，花瓣顏色淺黃，花藥退化明顯，且無花粉散出。圖2-1可育株與不育株花器官的形態(tài)特征Fig.2-1Morphologiccharacteristicsofflowersandbudsoffertileandsterilewatermelonlines.A：可育株雄花蕾和雄花，Se18-MF；B：不育株雄花蕾和雄花，Se18-MSA:Thefloralbudsandflowerofthemalefertileline,Se18-MF;B:Thefloralbudsandflowerofthemalesterileline,Se18-MS.Bar=10mm.2.2.2可育株花藥發(fā)育過程西瓜細(xì)胞核雄性不育兩用系‘Se18’的可育株花藥發(fā)育過程分為造孢細(xì)胞期、花粉母細(xì)胞期、減數(shù)分裂期、單—雙核小孢子期、花粉粒成熟期。造孢細(xì)胞期，孢原細(xì)胞位于雄蕊突起的表皮細(xì)胞以內(nèi)，體積較大，其經(jīng)過幾次分裂內(nèi)層形成造孢細(xì)胞，外層形成周緣細(xì)胞；造孢細(xì)胞再經(jīng)過幾次分裂形成花粉母細(xì)胞，周緣細(xì)胞經(jīng)過平周分裂形成纖維層、中層和絨氈層�；ǚ勰讣�(xì)胞期，此時期的細(xì)胞體積大，核仁著色深，由外向內(nèi)可清晰看到表皮、纖維層、中層和絨氈層；表皮細(xì)胞、纖維層細(xì)胞和中層細(xì)胞體積孝扁平、核小，而絨氈層細(xì)胞體積較大，富含營養(yǎng)。減數(shù)分裂期后，小孢子母

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3121774