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小麦生理型雄性不育系花药内源JA与ABA含量动态变化及其代谢通路差异基因表达研究
引用本文:魏霁桐,吴国丽,李慧敏,郭佳林,宋齐鲁,张亚敏,牛 娜,王军卫,马守才,张改生,朱 峰,宋瑜龙.小麦生理型雄性不育系花药内源JA与ABA含量动态变化及其代谢通路差异基因表达研究[J].麦类作物学报,2021,41(7):787-798.
作者姓名:魏霁桐  吴国丽  李慧敏  郭佳林  宋齐鲁  张亚敏  牛 娜  王军卫  马守才  张改生  朱 峰  宋瑜龙
作者单位:西北农林科技大学农学院/国家杨凌农业生物技术育种中心/国家小麦改良中心杨凌分中心/小麦育种教育部工程研究中心/陕西省作物杂种优势研究与利用重点实验室,陕西杨凌712100;周至县农业农村局,陕西周至710400
基金项目:国家自然科学基金项目(31701500); 中国博士后科学基金项目(2017M613222); 中央高校基本科研业务费专项资金(2452017056)
摘    要:为了进一步阐明化学杂交剂SQ-1诱导小麦花粉败育的分子机制,以西农1376为材料,采用RNA-seq技术,对PHYMS-1376及其对照可育系CK-1376四分体、单核早期、单核晚期、二核期、三核期花药进行转录组测序,筛选出差异表达基因,进行GO富集、KEGG富集和GSEA富集分析,并利用高效液相法分别检测了PHYMS-1376及CK-1376上述五个时期花药中ABA和JA含量,通过qRT-PCR技术分析了ABA和JA通路关键差异基因的表达模式。结果发现,与CK-1376相比,在PHYMS-1376花药中共筛选出了 36 058个差异表达基因,主要富集到植物激素信号传导、苯丙素生物合成、淀粉和蔗糖代谢、氨基酸的生物合成4个通路;JA含量在PHYMS-1376四分体花药中显著降低(P<0.05),至单核早期显著升高,单核晚期又显著降低,二核期显著升高,三核期显著降低;ABA含量在PHYMS-1376四分体至三核期花药中含量均高于CK-1376,其中在单核早期、单核晚期和二核期差异显著,可能与不育系各时期花药中PP2C关键基因TraesCS1D02G271000表达量过低相关,致使PP2C蛋白含量减少,进一步激活BIN2/BILs激酶,使SnRK2s磷酸化,促进ABA含量增加。上述结果表明:PHYMS-1376各发育时期花药中JA含量的异常波动与ABA含量的显著增加及上述2个通路关键基因的差异表达可能与SQ-1诱导小麦花粉败育密切相关。本研究为深入揭示SQ-1诱导小麦生理型雄性不育机理提供了一定的理论基础。

关 键 词:小麦  雄性不育  激素  JA  ABA

Dynamic Changes of JA and ABA and Differential Expressed Genes in JA and ABA Pathways in SQ-1 Induced Physiological Wheat Male Sterile Line
WEI Jitong,WU Guoli,LI Huimin,GUO Jialin,SONG Qilu,ZHANG Yamin,NIU N,WANG Junwei,MA Shoucai,ZHANG Gaisheng,ZHU Feng,SONG Yulong.Dynamic Changes of JA and ABA and Differential Expressed Genes in JA and ABA Pathways in SQ-1 Induced Physiological Wheat Male Sterile Line[J].Journal of Triticeae Crops,2021,41(7):787-798.
Authors:WEI Jitong  WU Guoli  LI Huimin  GUO Jialin  SONG Qilu  ZHANG Yamin  NIU N  WANG Junwei  MA Shoucai  ZHANG Gaisheng  ZHU Feng  SONG Yulong
Abstract:
Keywords:Wheat  Male sterility  Hormone  JA  ABA
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