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杂种优势已广泛应用于玉米育种, 在提高玉米产量、品质以及增强抗逆性等方面起到了重要的作用, 然而杂种优势的分子机制尚不清楚。植物miRNA主要在转录和转录后水平调节基因的表达。为阐明miRNA是否及如何对玉米雌穗发育杂种优势产生影响, 本研究对玉米杂交种郑单958及其亲本自交系(昌7-2和郑58)进行了高通量miRNA测序和降解组测序。取玉米雌穗花序分生组织(IM)发育为成对小穗分生组织(SPM), 进而产生小穗分生组织(SM), 及小花分生组织(FM)将3个不同时期的雌穗样品用于miRNA建库测序, 鉴定出16个miRNA家族中的81个保守miRNA为非加性表达, 认为是与雌穗发育杂种优势形成相关的miRNA; 3个阶段中分别检测到80.30%、56.06%和48.10%的非加性表达的miRNA被显性或超显性抑制。鉴定出8种新的miRNA, 属于7个miRNA家族。通过雌穗降解组测序, 发现在郑单958及其亲本自交系中共同检测到的miRNA靶向42个基因的82个转录本。根据测序结果构建了miRNA参与玉米雌穗杂种优势的模型, 并推测在雌穗发育早期阶段杂交种雌穗的miRNA的普遍抑制导致其靶基因上调表达, 随着发育进程miRNA逐步解除抑制, 带来其靶基因表达量的逐步减少, 这种miRNA与其靶基因的拮抗关系也许与玉米雌穗发育杂种优势形成有关。 相似文献
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高温胁迫下甜玉米雌穗发育基因差异表达谱分析 总被引：4，自引：1，他引：3
利用数字化基因表达谱技术, 对高温胁迫下优良甜玉米杂交种粤甜13雌穗发育相关基因的表达谱进行分析。结果表明, 在高温胁迫和适温下差异表达基因达949个, 其中有上调表达基因705个, 下调表达基因244个, 上调表达10倍以上的基因108个, 下调表达10倍以上的基因40个。对差异表达基因功能注释分析表明, 它们主要集中在细胞内组分和膜上, 主要具催化活性、结合活性、水解酶活性、氧化还原酶活性等, 参与代谢、细胞结构与功能、胁迫应答、物质运输和生物调节等生物学过程, 推测对雌穗发育过程中籽粒和果穗的形成具有重要作用。这些基因中有一半以上的基因功能未知, 下一步将对其开展克隆和功能方面的分析。 相似文献
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小麦UCR-14KD基因是呼吸链中众多重要基因之一,其表达量影响小麦呼吸速率和能量代谢,进而对小麦雌蕊和雄蕊的发育起着重要的调控作用。为进一步了解小麦UCR-14KD基因的结构特点及其在小麦三雌蕊突变体(TP)形成的分子机制中所发挥的作用,本文利用RT-PCR技术从三雌蕊突变体近等基因系CSTP幼穗中克隆了TPUCR-14KD基因完整的编码区序列,并将其转入大肠杆菌进行了诱导表达,对其cDNA及推导的氨基酸序列进行分析,结果显示：该基因编码区长381bp, 编码126个氨基酸,二级结构为α螺旋和无规卷曲,通过实时定量PCR检测,显示该基因在CSTP幼穗中大量表达,而在幼穗不同发育阶段的表达量为：幼穗长度2-5mm﹥5-7mm﹥7-10mm,并且显著高于该基因在CS幼穗对应阶段的表达量。这表明TPUCR-14KD基因可能在三粒小麦形成的过程中,尤其是在其雌蕊原基分化发育初期起到了重要作用。本研究结果对于进一步明确TPUCR-14KD基因的结构和功能,尤其是TPUCR-14KD在小麦三雌蕊形态构建中的作用奠定了基础。 相似文献
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印记基因在玉米籽粒发育中具有重要作用。玉米ZmVIL1是母本印记基因。本研究通过RACE扩增, 获得了ZmVIL1基因的cDNA全长, 约2.2 kb, 编码598个氨基酸。根据对B73和Mo17正反交授粉后14 d胚乳和胚中ZmVIL1等位基因的表达分析, 该基因仅在玉米胚乳中表现母本印记, 而在胚中则无印记现象。在郑58和昌7-2、黄C和178、PH6WC和PH4CV正反交14 d胚乳中ZmVIL1也表现印记, 因此该基因为基因特异性的二元印记。ZmVIL1在B73、Mo17正反交授粉后12~28 d胚乳中处于持续印记状态。组织表达模式研究表明ZmVIL1在营养生长和生殖生长阶段均有表达; ZmVIL1在玉米授粉后10 d籽粒、雌穗、雄穗、花丝中表达量较高, 其次是根、胚珠及授粉后25 d的胚中, 推测ZmVIL1在玉米籽粒及花发育过程中均具有重要功能。 相似文献
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性别决定与玉米雄穗和雌穗发育密切相关,性别决定基因功能研究对性别决定分子机制的解析具有重要意义。利用甲基磺酸乙酯(EMS)处理B73花粉,获得了一个玉米雄穗结实突变体tasselseed12(ts12)。用扫描电镜对ts12突变体雄穗的形态学观察,发现未成熟雄穗长13 mm时,小穗呈现出明显的雌性化特征。利用图位克隆的方法,把ts12定位于分子标记LM4和RM5之间,物理距离约为290 kb,该区间共有9个注释基因,其中包括已报道的性别决定基因Tasselseed2(Ts2)。通过克隆ts12突变体中Ts2基因编码序列,发现Ts2基因编码区第196个碱基鸟嘌呤被替换为腺嘌呤,导致该位点编码的甘氨酸被替换为精氨酸,由此推测该保守位点突变可能是tasselseed表型产生的原因。ts12和ts2等位性测验结果表明所有F1、F2代植株雄穗均可产生花丝,推测ts12是ts2基因一个新的等位突变体。以加外源茉莉酸(JA,1 mmol L^-1)处理ts12突变体,发现处理后的小穗大部分可恢复正常。Ts2基因表达分析揭示在正常植株未成熟雄穗中的表达量最高,其次是未成熟雌穗及叶片中;在ts12未成熟雄穗和雌穗中,该基因的表达量极显著降低。Ts2保守位点的突变及其引起的表达量的降低可能是tasselseed表型产生的原因。 相似文献
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<正>2010年渭南市玉米出现异常现象主要表现为以下3种形式:1香蕉穗形成的主要原因是春播中晚熟区玉米雌穗分化形成期,即八叶期至十叶期严重干旱或虽有降雨过程,但每次降雨量少于5mm均为无效雨,抑制了雌穗分化进程,玉米在穗分化阶段,遇到少有的高温干旱天气,使雌 相似文献
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植物广谱抗性反应中，特定的抗性基因通过细胞信号转导高度表达。应用图位克隆、转座子标签、微卫星标记等技术从一些主要的经济作物和园艺植物中定位和克隆了大量抗性基因。R蛋白是一类重要的Pr类蛋白，往往具有若干相似结构域，R蛋白结构和序列分析对抗性基因家族分类、抗性信号转导机制研究有重要意义。Avr基因研究的成果进一步证实了“基因对基因”学说。根据抗性细胞信号转导机制的研究，发展形成了激发子一受体学说、细胞防卫学说等一些新的植物抗性机制假说。目前已有十几种动植物、微生物的外源抗性基因应用于转基因植物研究中。 相似文献
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形成玉米雌穗分化异常现象的原因及防治措施 总被引：2，自引：0，他引：2
2002年凤城市在较大范围内发生了雌穗分化过程中的异常现象,涉及到的品种主要有辽原一号、东单60、良玉17号、海禾5号等。据了解,在辽宁省的沈阳、鞍山、本溪、朝阳等地区也有类似现象。由于这种异常现象,造成今年玉米大幅度减产。因此,从总结教训入手,有必要对这些异常现象,在调查的基础上,加以分析、整理。本文试图就凤城市玉米雌穗分化过程中几种异常现象的表现、成因及防治措施进行初步探讨。1异常现象的几种表现1.1多穗现象玉米的正常年景每株一般分化出一个结实的雌穗,有少量的双穗。但2002年在不少地块却突然出现了异常的多穗现象,从… 相似文献
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为筛选适用于文冠果(Xanthoceras sorbifolium Bunge)性别分化过程研究和不同器官的内参基因,本研究以文冠果性别分化关键期的顶芽和侧芽、根、茎、叶、种仁、雌能花和雄能花为材料,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)鉴定7个候选内参基因(Actin,UBQ,EF-1α,TUB,eIF-4α,18S rRNA和GAPDH)在各样品中的表达量,并评价7个基因的表达稳定性。结果表明,7个候选内参基因在不同样品中的表达量存在明显差异,各基因在雌能花中的表达均显著高于其他材料,在雄能花中的表达处于较低水平;适用于文冠果性别分化过程的最优内参基因为UBQ和eIF-4α,适用于不同器官的最优内参基因为EF-1α和GAPDH。研究结果将对今后进行文冠果性别分化过程研究和不同器官中的基因表达分析提供参考。 相似文献
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为了探明MADS-box基因在山葡萄性别分化中的作用,笔者利用实时荧光定量PCR技术对Vv MADS5和Vv MADS8 2个基因在山葡萄雌、雄花发育过程的表达情况进行分析。结果表明,2个基因在山葡萄雌花和雄花中都有表达,Vv MADS8在雌花和雄花中的表达趋势以及表达量基本相同。Vv MADS5在雌花和雄花中的表达类型相同,而其在雌花中的表达量显著高于雄花。Vv MADS8在花芽膨大期(4月30日)表达量最高,而Vv MADS5在花序展露期(5月14日)表达量最高。Vv MADS8、Vv MADS5参与山葡萄性别分化,但不是控制性别分化的关键基因。 相似文献
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玉米籽粒发育早期,代谢活动旺盛,细胞分裂与增大活跃,为后续贮藏物质的合成形成充足库容。为阐明籽粒早期发育的蛋白合成、积累与调控过程,本研究以夏玉米品种登海661为试验材料,在开花期人工饱和授粉后第3、第5、第10天取果穗中部籽粒,利用同位素标记相对定量(iTRAQ)技术分析其蛋白差异表达特性。玉米籽粒早期发育阶段总计鉴定及定量2639种蛋白,这些蛋白涉及多种生物过程与分子功能,其中代谢过程和分子过程是最主要的2个生物过程;催化活性和绑定功能是最主要的2个分子功能,这些生物过程与分子功能对籽粒早期发育具有重要作用。定量分析结果表明137种蛋白在籽粒发育早期显著差异表达,其功能涉及蛋白代谢、胁迫响应、细胞生长与分裂、碳水化合物与能量代谢、转运、次生物质代谢、淀粉合成、转录、油脂代谢、信号转导、氨基酸代谢等。其中,表达差异较大的是与蛋白代谢、胁迫响应、细胞生长与分裂以及碳水化合物与能量代谢相关的蛋白。表达模式聚类结果显示这些不同功能类别的蛋白协同表达,共同调控玉米籽粒的早期发育。 相似文献
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为探讨玉米穗粒数杂种优势形成的分子机制,以玉米强优势杂交种豫玉22及其亲本综3和87-1的花器官形成期雌穗为材料,采用高通量的2-DE和MALDI TOF MS技术,建立了它们的蛋白差异表达谱,并对差异蛋白进行了质谱鉴定。结果显示,在检测到的1 290个蛋白点中,有114个(8.84%)在杂交种与亲本之间的表达差异达到显著水平,其中表现单亲沉默、偏高亲、中亲表达、偏低亲、杂种上调、杂种下调、亲本特异和杂种特异表达模式的蛋白点分别为27、25、15、13、11、11、10和2个。另外,成功鉴定出其中的104个差异表达蛋白点,涉及代谢、信号转导、能量、转录、蛋白质合成、蛋白运输与储藏、细胞生长与分裂、细胞结构、抗病防御、次生代谢、转座子及功能未知和假定蛋白等12个功能类别。玉米杂交种与亲本蛋白在丰度上的明显差异及涉及多个功能类别,可能与玉米穗粒数杂种优势的形成有关。 相似文献
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活性炭促进玉米幼胚离体培养幼苗生长与发育的转录组分析 总被引：1，自引：0，他引：1
以玉米自交系昌7-2为试材,比较了14 d龄幼胚在MS和MSA(MS加活性炭)培养基上离体培养9 d的幼苗生长情况,并利用转录组测序技术分析了2种培养基上的玉米幼苗地上部和地下部的基因表达差异。结果表明,活性炭可以显著促进玉米幼苗的生长与发育。活性炭主要影响地下部基因表达。加入活性炭后,幼苗地下部表达上调的基因有1612个,下调的基因有530个;幼苗地上部表达上调的基因有69个,下调的基因有78个。GO功能显著性分析表明,地下部差异表达基因(DEGs)主要涉及DNA包装、DNA包装复合体和水解酶活性,地上部DEGs主要涉及脂类代谢、胞外区和过氧化物酶活性。KEGG富集分析表明,地下部DEGs主要涉及能量、碳水化合物、脂类和氨基酸代谢,以及细胞周期和植物激素转导途径;地上部DEGs主要涉及泛醌和其他萜-醌类物质合成途径。活性炭促进细胞周期途径中的关键基因(CYC、CDH1、MCM3、PCNA2和BUBR1)、生长素信号传导基因(Aux/IAA)以及细胞色素基因(CYP450)显著上调表达。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证了10个DEGs的表达模式与转录组测序结果一致,证实了转录组数据与分析的可靠性。 相似文献
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NAC (NAM-ATAF1/2-CUC2)是植物特有的转录因子大家族之一,其参与植物叶片的衰老、花的形成、种子的发育、根的发育、次生细胞壁的合成、激素的信号转导、果实的成熟及着色等生长发育过程。本研究基于石榴基因组数据库,从中鉴定了73个NAC基因;运用生物信息学方法分析NAC基因家族的蛋白理化性质、基因结构、保守结构域、进化和基因表达。结果表明,NAC基因可分为9个亚族。基于不同组织器官的转录组数据,分析了Pg NAC基因的表达模式,发现Pg NAC30有可能在石榴根系的发育中起重要作用;Pg NAC3和Pg NAC13有可能参与调控石榴种子大小,Pg NAC32有可能调控石榴果实成熟发育,Pg NAC49参与调控石榴种子木质素的生物合成。该研究结果为石榴NAC家族基因功能研究,探索NAC调控石榴果实发育及品质形成提供参考,为石榴的分子育种提供科学依据。 相似文献
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丙环唑对玉米幼苗生长的调控及其相关机制 总被引：1，自引：0，他引：1
丙环唑(propiconazole,简称Pcz)作为一种杀菌剂被广泛应用于作物生产,它同时具有调节作物生长发育的作用,但关于丙环唑在玉米上的应用研究较少。本研究以玉米品种郑单958为材料,研究丙环唑(Pcz)对玉米苗期植株生长、细胞形态和激素信号的影响。结果表明,Pcz处理显著抑制玉米中胚轴与胚芽鞘的生长,降低株高,缩短叶片和叶鞘长度,减小叶夹角,同时显著抑制叶片和叶鞘细胞的纵向伸长,促使叶枕细胞排列由疏松变为紧密;Pcz处理显著降低玉米中赤霉素(GA1和GA3)的含量,下调GA合成酶基因GA3ox1基因的表达,上调GA钝化酶基因GA2ox5和GA2ox8表达,而GA合成酶基因GA20ox1的表达呈现先上调后下调模式;Pcz处理显著降低油菜素内酯(BR)含量,但BR合成基因CPD和DWF4的表达上调,可能是由于反馈调节。此外,Pcz处理下调扩张蛋白基因EXPA4、EXPA5和木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶基因XTH1、XET1的表达。综上所述,Pcz处理调节GA和BR信号转导途径,抑制GA和BR在植株内积累,调控扩张蛋白、木葡聚糖内糖基转移酶/水解酶基因表达,操纵细胞生长,有效调控株型。 相似文献