水稻是一種自花授粉作物,雄性不育對(duì)遺傳育種十分重要,不僅在雜交過程中可以節(jié)省人工去雄所需要的時(shí)間和精力,而且在水稻雜種優(yōu)勢(shì)利用中起著關(guān)鍵作用。此外,雄性不育還對(duì)花粉發(fā)育機(jī)理研究有重要作用。顯性雄性不育是一種重要的雄性不育,目前,水稻顯性雄性不育發(fā)現(xiàn)的材料還很少,新的水稻顯性雄性不育材料的發(fā)現(xiàn)及研究對(duì)水稻雄性不育機(jī)理闡明和品種改良都有極其重要的意義。在本研究中,OsDMS-1(Dominant Male Sterility)是中花11組培后代中發(fā)現(xiàn)的顯性雄性不育突變體,其育性不受光溫條件影響。我們通過體視鏡、半薄切片、掃描電鏡以及透射電鏡等對(duì)OsDMS-1突變體的敗育特征進(jìn)行仔細(xì)觀察和研究;同時(shí),用分子標(biāo)記的手段對(duì)相關(guān)基因進(jìn)行定位,結(jié)果如下:1.OsDMS-1對(duì)農(nóng)藝性狀的影響突變體OsDMS-1的有效分蘗數(shù)、穗粒數(shù)等農(nóng)藝性狀與野生型中花11沒有明顯差異,但株高稍矮,抽穗較晚;自交不結(jié)實(shí),雜交結(jié)實(shí)率較低,說明突變體的育性受到嚴(yán)重的影響,對(duì)雌蕊有一定的不良影響;且其不育性不受溫度和光照影響。2.OsDMS-1的敗育特征OsDMS-1突變體的穗形、穎花大小及形狀與野生型沒有明顯區(qū)別,花絲能正常伸長(zhǎng),花藥也能正常外露,但是花藥比野生型略小,不開裂散粉,花粉大多數(shù)小而畸形,且大部分花粉粒內(nèi)沒有淀粉粒積累,而不被碘液染色;花藥壁外表面蠟質(zhì)層結(jié)構(gòu)與野生型沒有明顯差異,花藥內(nèi)壁絨氈層在第10期開始降解,降解比野生型略延遲和不徹底;在花粉成熟時(shí)期,突變體花藥表皮和內(nèi)皮層也比野生型退化程度更低;半薄切片、掃描電鏡以及透射電鏡結(jié)果都表明突變體對(duì)花粉淀粉粒的積累有影響。3.OsDMS-1突變體的基因定位基因定位表明有三個(gè)位點(diǎn)控制OsDMS-1的不育,分別命名為OsDMS-1A,OsDMS-1B,OsDMS-1C。這三個(gè)位點(diǎn)分別位于第1、第2、第3染色體上,OsDMS-1A定位在InDel標(biāo)記C1D4和C1D7之間,基因距離這兩個(gè)標(biāo)記的遺傳距離為0.29cM和0.13cM,這兩個(gè)標(biāo)記的物理距離約為1.01Mb;OsDMS-1B定位在InDel標(biāo)記C2D3和C2D10之間,距離兩者的遺傳距離分別為0.65cM和0.45cM,這兩個(gè)標(biāo)記之間的物理距離約為2.85Mb;OsDMS-1C界定在標(biāo)記C3D4和0315兩個(gè)標(biāo)記之間,基因距離兩者的遺傳距離分別為2.09cM和0.19cM,最近標(biāo)記之間的物理距離約為1.45Mb。
【學(xué)位單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S511
【部分圖文】：

西南大學(xué)碩士學(xué)位論文1）水稻花藥發(fā)育過程是植物的生殖器官，也是植物繁衍后代不可缺少的器官。典型的被子植物是由萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊幾部分構(gòu)成，而水稻的花器官是由內(nèi)稃、外片、雄蕊和雌蕊構(gòu)成的。水稻雄蕊是由 6 個(gè)花藥和 6 個(gè)花絲構(gòu)成�；ㄋ幱惺�，分別由維管束和連接組織連接，小孢子在花藥中發(fā)育成熟。稻的雄性生殖發(fā)育是以孢子體世代為起點(diǎn)，首先，由雄蕊原基形成 L1、 L3 三層細(xì)胞（圖 1.1），其中 L1 層發(fā)育成表皮層細(xì)胞。而 L2 層分為兩部分 L2 層細(xì)胞經(jīng)過數(shù)輪細(xì)胞分裂和分化，形成由四層體細(xì)胞包圍著花粉的花藥結(jié)構(gòu)。這四層體細(xì)胞由外到內(nèi)依次為表皮層、內(nèi)皮層、中間層和絨楊正福 等，2016）。另一類 L2 層細(xì)胞則發(fā)育為造孢細(xì)胞，進(jìn)一步發(fā)育子孢母細(xì)胞、小孢子，小孢子最終發(fā)育為成熟的花粉粒。L3 層細(xì)胞發(fā)育組織（Zhang D and Yang L, 2014）。

.2 水稻花藥發(fā)育和花粉形成的 14 個(gè)時(shí)期的細(xì)胞學(xué)觀察（Zhang D B et aFig1.2 Cytological observation and diagrams of rice anther development and pformation at 14 stages.、L3 分別表示雄蕊原基的三個(gè)細(xì)胞層；Ar：孢原細(xì)胞；C：藥隔；V：維管束；1°P；Sp：造孢細(xì)胞；StR：裂口區(qū)；T：絨氈層；Tds：四分體；Dy：二分體；E：表皮減數(shù)分裂的細(xì)胞；ML：中層；MMC：小孢子母細(xì)胞；MP：成熟花粉粒；Msp：小粉；bars= 35 μm, and L3, the three cell layers in stamenprimordia; Ar : archesporial cell; C :connectivndle; 1°P : primary parietal layer; 2°P :secondary parietal cell layer;Sp : sporogenouion; T : tapetum; Tds : tetrads; Dy : dyad cell; E : epidermis; En : endothecium; MC : mei

但單株有效分蘗數(shù)和每穗粒數(shù)兩者無明顯差異（圖4.1A）（表 4.1）（Yang et al, 2017）。為了解 OsDMS-1 突變對(duì)花器官和花粉發(fā)育的影響，當(dāng)突變體 OsDMS-1 和野生型中花 11 田間開花時(shí)，用肉眼觀察比較其開花時(shí)的穗型、穎花、花藥以及花粉的形態(tài)。發(fā)現(xiàn)突變體 OsDMS-1 和中花 11 的穗型和穎花無明顯差異，野生型和突變體的花絲均能正常伸長(zhǎng)，花藥均能正常的從穎殼中外露，但花藥從穎殼中伸出來后，野生型和突變體就存在明顯的差異，野生型花藥能開裂散粉，只留下空白的花粉囊，而突變體花藥不開裂散粉，呈淡黃色，說明突變體 OsDMS-1 能正常開花但不能正常散粉（圖 4.1B、C）。圖 4.1 野生型與突變型植株與穗部差異Fig 4.1 Appearance differences between wild type and mutant typeA:野生型和突變體的植株；B:野生型的穗部；C:突變體的穗部；WT(wild type)：野生型；mutant：突變體；A 標(biāo)尺=10cm；B 和 C 標(biāo)尺=2cmBar=10cm inA; Bars
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2836292