發(fā)布時間：2020-06-07 04:26

【摘要】：辣椒是一種非常重要的蔬菜作物,具有顯著的雜種優(yōu)勢,利用辣椒細胞質雄性不育是進行其品種改良的重要方式之一。辣椒細胞質雄性不育系8214A具有高配合力、100%不育和優(yōu)良的經濟性狀等特性而被廣泛用于辣椒雜交制種,然而,其雄性不育機理尚不十分清楚。本研究對辣椒細胞質雄性不育系8214A及其相應的保持系8214B的花藥發(fā)育的差異進行了細胞學比較研究,組織切片光學顯微鏡觀察顯示,細胞質雄性不育系8214A在減數分裂結束后完全敗育。為了進一步闡明花粉敗育的時期和原因,使用透射電子顯微鏡研究保持系和CMS系的花藥中小孢子發(fā)生和絨氈層發(fā)育的差異。結果表明,與可育的保持系8214B比較,細胞質雄性不育系8214A的小孢子母細胞在減數分裂Ⅰ前期最早出現染色質穿壁異常并形成微核,與此同時,花藥壁絨氈層細胞發(fā)生空泡化。隨后,小孢子母細胞減數分裂不同步,在同一藥室內出現不同發(fā)育時期的花粉母細胞,甚至小部分小孢子母細胞提前退化,呈現出典型的PCD細胞學特征,如染色質凝集固縮,細胞質收縮,細胞器空泡化等,大部分小孢子母細胞能完成減數分裂,形成異常的非四面體形的四分體,四分體小孢子大小不均一細胞核分配不均�；ㄋ幈诘慕q氈層細胞在減數分裂Ⅰ前期后發(fā)生未成熟PCD反應。最終,異常四分體和絨氈層細胞均在原位降解退化,異常四分體不能繼續(xù)發(fā)育形成有功能的花粉。因此,辣椒細胞質雄性不育系8214A花粉敗育是以小孢子母細胞自身PCD的形式進行的,絨氈層細胞未成熟PCD與花粉敗育密切相關。顯然,辣椒細胞質雄性不育系8214A花粉敗育的方式不同于大多數由于絨氈層細胞異常引起的細胞質雄性不育。為了進一步揭示辣椒細胞質雄性不育系8214A花粉敗育的基本的分子機制,采用高通量測序技術Illumina HiSeq~(TM) PE150對細胞質雄性不育系8214A及其相應的保持系8214B花藥減數分裂過程中的基因表達進行比較轉錄學分析,結果表明,在8214A和8214B的花藥中分別得到clean reads 162107002和151227618,并預測新轉錄本6165個;以8214A相比8214B基因|log_2S/F|≥0.6和Pval0.05作為決定基因顯著差異表達的域值,共獲得1355個差異表達基因,包括顯著上調基因424個和顯著下調基因931個(8214Avs8214B,SvsF);隨機挑選20個差異基因(11個下調基因和9個上調基因),用qRT-PCR方法驗證了,這些基因的表達量與轉錄組結果有相同趨勢,且RNA-seq與qRT-PCR數據呈明顯的正相關(R~2=0.9587),因此轉錄組數據是高度可靠的;差異表達基因的GO富集分析顯示,細胞質雄性不育系8214A中的泛素化連接酶基因和細胞周期停滯與負調控有關基因明顯被抑制,而甲基轉移酶基因的活性被激活,這些基因參與小孢子母細胞減數分裂過程中的DNA損傷修復與細胞死亡和細胞周期調控緊密相關,與細胞學研究結果相吻合,從而被認為是與細胞質雄性不育系8214A花粉敗育過程中PCD相關基因。
【學位授予單位】：湖南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：S641.3

【參考文獻】

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本文編號：2700842