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水稻花序结构调控机制研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
禾本科作物的花序结构直接影响穗粒数和最终产量,其多样性主要依赖于分枝模式和花的位置。水稻作为研究禾本科作物的模式植物,有关花序结构的调控机制已取得重大进展,对花序发育调控因素的概述,将有助于水稻穗型的遗传改良和高产育种。水稻花序发育始于顶端分生组织向花序分生组织转变,之后生成花序轴分生组织、一次枝梗分生组织、二次枝梗分生组织、小穗分生组织和小花分生组织。花序相关分生组织受到众多基因调控,形成一个复杂的遗传网络,发育过程中任一节点发生变化都会导致穗型发生变化。在改良过程中,调控影响花序发育基因的时空表达,组合相关优异等位基因,更有利于优化水稻穗型;在驯化过程中,穗型受到选择,水稻花序结构调整为更有利于增加小穗数量的结构。有关水稻花序发育影响因子的研究,将有利于穗型遗传改良,并为分子设计育种提供理论支撑。对影响水稻花序发育过程中各因子进行梳理,并对其在调控花序结构过程中的路径进行概括,水稻作为模式作物对其花序结构遗传调控网络的研究,为禾本科作物花序发育研究提供重要参考。 相似文献
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水稻生殖发育突变体fro1(t)的形态发生及基因定位 总被引：1，自引：0，他引：1
水稻的花发育是稻米形成的基础,研究水稻花发育的机制具有十分重要的意义。在水稻组培后代中发现一个生殖发育突变体,暂命名为function of reproductive organ(fro1(t)),主要性状为内、外稃片扭曲变形抱合,小穗外形酷似辣椒,但小穗始终闭合不开花;副颖多数退化;浆片转变成薄叶状;雄蕊花丝膨大扭曲,花药表面扭曲变形,无花粉,雄蕊个数2～6枚,部分雄蕊转化为底部为叶状,顶部有类似柱头的雌蕊状器官;子房发育正常,但是多数花柱融合,柱头簇生,3～4个。扫描电镜结果显示,决定fro1(t)性状的基因调控着水稻花分生组织的分化及花器官决定的特化。利用图位克隆等技术对基因进行定位,最终将该突变位点定位在水稻8号染色体长臂上InDel0802和RM23432标记之间,目的基因与两个标记的遗传距离分别为0.58cM和1.3cM。据以上结果推测,该基因可能是一个调控水稻各轮花器官发育的新基因。 相似文献
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<正>水稻是全球最重要的粮食作物之一,其穗发育对于产量有重大影响。穗部器官主要包括枝梗、小穗和小花;其中,枝梗属于花序结构,其数量、长度和分布等对穗型起决定性作用,并最终决定“每穗粒数”;而小花最外轮花器官颖壳的发育也在很大程度上决定了粒型,进而影响“千粒重”;除此之外,浆片、雌雄蕊等花器官的发育也会决定开花习性、育性等影响“杂种优势”利用的性状[1-3]。 相似文献
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为进一步弄清水稻花器官发育的分子机理,本试验对从美国引进的水稻资源中发现的1份长护颖材料(暂时命名为Y93)的表型、遗传和基因定位进行研究。表型鉴定结果显示,在正常生长条件下,Y93表现为护颖发育异常,护颖长度明显大于颖壳长度,而千粒质量和糙米率极显著低于正常护颖品种9311。Y93与9311杂交,正反交F1均表现为正常护颖长度,F2出现护颖长度分离,长护颖植株与正常长度护颖植株比例为262∶803=1∶3.06(χ2=0.09P0.05=3.84),符合1∶3的孟德尔分离比,表明Y93的长护颖性状呈隐性单基因遗传。以Y93×9311 F2的262株隐性单株为定位群体,采用BSA(Bulked segregation analysis,BSA)法,将Y93长护颖基因(暂时命名为lsl)初步定位于水稻第7染色体上分子标记RM5344与RM3325之间,该基因与2个标记间的遗传距离分别为0.38 cM和2.10 cM。基因组测序分析结果表明,lsl可能为已发现的长护颖G1基因的1个新等位基因。 相似文献
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迄今为止,双子叶植物花发育模型研究已基本成熟,这些模型在一定程度上也适用于水稻等单子叶植物的研究.目前,已鉴定克隆了部分与水稻花发育相关的基因,如水稻稀穗LAX、PLAI、LHD、FZP、CL、RFL、RAP1A和RAP1B基因以及花器官发育的水稻ABCDE 5类功能基因和花序变异基因包括Lax、Fzp、OsCKX2、Fon1等,促进了人们对水稻花发育机制的进一步了解.但是有关水稻花发育特异基因之间的调控及作用机理尚未清楚,今后需采用以先进的生物技术为手段,通过分离、鉴定更多的水稻花发育突变体基因,深入探讨各个基因的功能及相互作用,最终系统了解水稻花发育调控机理,从而为深人研究单子叶花序发育奠定基础. 相似文献
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裸粒水稻是水稻和小麦远缘杂交的产物袁此前的研究已表明OsMADS1基因功能的改变是其特有花部性状的主要原因袁但目前仍对其花序和小穗的发育进程缺乏详细的认识遥通过扫描电镜观察袁发现从枝穗分化期至顶端小花内外稃分化期袁裸粒
水稻的发育仍与水稻没有明显区别袁但在其后花器官的发育上较为紊乱袁花器官确定性丧失袁从而产生额外的花器官和次级小穗遥这些观察有助于更好地理解裸粒水稻形态变异的分子机理遥 相似文献
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【目的】利用EMS对水稻（Oryza sativa L.）保持系品种宜香1B进行诱变,筛选出3份长护颖突变体。通过基因定位和克隆,探明控制该性状的遗传基础以及分子机理,并在不同器官进行表达分析,了解该基因表达特点。【方法】以3份水稻长护颖突变体Oslg-1、Oslg-2和Oslg-3为材料,进行表型分析、等位性鉴定、基因定位、生物信息学分析,以及qRT-PCR定量表达分析。【结果】Oslg-1突变体小穗在幼穗发育早期与野生型无明显差异,但在成熟期其护颖的远轴表皮细胞凸起且粗糙,形成的结节轴向对齐排列,且毛状物较多,形成垂直相间的横纵沟,与外稃表皮细胞结构相似。遗传分析表明,该类突变表型受1对隐性基因控制,OsLG定位于第7染色体短臂SSR标记RM5344和RM20934之间,遗传距离分别为1.11和0.82 cM,物理距离为246.3 kb。对该区域候选基因分析和测序,发现LOC_Os07g04670基因在编码区第182位碱基（T→A）改变,导致其编码氨基酸第61位（Leu→His）的改变。等位性分析表明,Oslg-2、Oslg-3与Oslg-1属等位变异,进而对突变体Oslg-2和Oslg-3的OsLG测序,突变分别发生在第316位（T→A）和119位（T→C）碱基,导致其编码的氨基酸第106位（Trp→Arg）和第40位（Leu→Pro）突变。对该基因进行同源进化分析和序列比对,表明该基因可能调控水稻护颖伸长。对本突变材料的候选基因和另一控制护颖性状的PAP2进行实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析,结果表明,OsLG在水稻的叶片、穗、叶鞘和根中均有表达,且在穗部表达最高,而PAP2在除穗部以外的其他部位几乎不表达,表明2个控制护颖性状的基因均具有组织特异性,且PAP2的特异性更强;在长护颖突变体中,2个基因表达量均下调,表明其具有协同表达特点。【结论】3份水稻长护颖突变体OsLG与已报道的G1为同一基因,其功能结构域内氨基酸的突变导致长护颖发育;OsLG和PAP2在穗部具有协同表达的特点。 相似文献
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PAL1是项目前期研究克隆的水稻内稃发育相关基因,为了进一步解释其调控水稻内稃发育的分子遗传机制,采实时用荧光定量PCR方法检测了PAL1基因在日本晴和(或)突变体水稻中的表达情况。在水稻的根、叶和幼穗中都检测到PAL1 mRNA,幼穗中表达水平高于根和叶,在突变体中的表达水平低于日本晴水稻;在孕穗期叶中的表达水平高于苗期叶;在成熟花器官中外稃、内稃、雄蕊和雌蕊均有表达,内稃器官中的表达水平最高。这些结果显示：PAL1在生殖生长阶段可能具有更重要的作用;在花器官发育中, PAL1基因的功很能可能是水稻内稃正常发育所必需;PAL1基因在所有器官中都表达,暗示该基因可能参与水稻多方面的发育调控,是水稻中一个重要的发育调控基因。 相似文献
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AP2转录因子家族普遍存在于植物中,在调控植物发育过程中起到非常重要的作用。前期研究表明,SUPERNUMERARY BRACT(OsSNB)属于AP2转录因子亚家族成员,含有两个保守的AP2结构域,主要参与调控小穗分生组织向花分生组织的转换以及花器官的发育。利用RAP-DB水稻数据库搜索到基因OsSNB,通过序列分析发现 OsSNB启动子序列中含有GCC-box、ABRE、DRE、WRKY等应答非生物胁迫及激素信号的元件;基因表达分析表明,OsSNB基因的表达受NaCl、干旱胁迫和激素ABA以及乙烯前体ACC的诱导。这些结果表明水稻OsSNB基因可能参与调控逆境胁迫反应,在植物生长发育和非生物胁迫的应答中均具有重要功能。 相似文献
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《山东农业科学》2019,(6):17-21
生长素是一类重要的植物发育调控因子,其代谢和转运在植物的器官形成和分化中均发挥重要作用。植物特有的生长素外运载体PIN是一类膜蛋白,和生长素极性运输相关。本研究中,我们对玉米PIN基因家族的14个成员在雌花序发育过程中的表达模式进行了分析。除了未检测到ZmPIN9基因的表达外,其余13个基因根据表达模式可分为三类:第一类包括ZmPIN1a、ZmPIN1b、ZmPIN1d、ZmPIN5c和ZmPIN8五个基因,在SPM(小穗对原基)时期表达量最高;第二类包括ZmPIN1c、ZmPIN10b、ZmPINx和ZmPINy四个基因,在SM1(小穗原基早期)时期表达量最高;第三类包括ZmPIN2、ZmPIN5a、ZmPIN5b和ZmPIN10a四个基因,在F(花器官)时期表达量最高。为了进一步了解ZmPIN家族基因的表达模式,我们对这14个基因在不同组织器官中的表达模式进行了分析,依然未检测到ZmPIN9基因的表达,可能是其表达量极低或在特定部位或特定时期表达;ZmPIN5a基因在叶中的表达量最高;其余12个ZmPIN基因均在雄花序中高表达。这些结果说明ZmPIN基因在玉米生殖器官尤其是雌花序的发育过程中起重要作用。 相似文献
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玉米单穗籽粒产量由穗粒数和粒重两因子组成。单个果穗上所着生的籽粒数与雌花序建成和小花分化密切相关,因此,控制花序形态建成和小花发育的基因可能直接或间接地参与穗粒数调控。玉米成熟籽粒主要由源于母本组织的种皮和经双受精产生的胚和胚乳组成,且胚和胚乳占成熟籽粒的绝大部分,直接影响粒重。文中主要从“CLAVATA（CLV）-WUSCHEL（WUS）负反馈调控途径、激素及其信号途径、花器官发育和小花性别决定”等方面总结了花序和小花发育相关基因及其与穗粒数的关系,描述了CLV-WUS途径中各基因在玉米雌花序上特异性表达的分生组织和基因间的调控关系,总结了生长素、赤霉素、细胞分裂素和独脚金内酯等植物激素的相互作用网络,以及已克隆的玉米花器官发育相关基因及其功能。从“线粒体基因转录本的加工和编辑、质体基因的转录和翻译及细胞核RNA转录与加工”3个方面总结了已克隆的影响胚和胚乳发育的相关基因,其中,大部分基因编码线粒体或质体定位的PPR蛋白。值得关注的是,近年来,研究发现了通过调节细胞核内RNA转录和加工而影响玉米籽粒发育的新途径。文章作者在基因水平上对玉米籽粒形成的分子生物学基础进行了简要总结,为进一步深入解析玉米产量形成的分子调控网络提供参考。同时,也就该研究领域今后可能的研究方向进行了讨论。 相似文献