【摘 要】
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多倍体化是水稻育种的重要途径,但因减数分裂紊乱导致的低结实率一直是制约水稻育种的瓶颈.减数分裂稳定品系PMeS的成功选育,突破了低结实的难关.前期研究证实PMeS花粉育
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多倍体化是水稻育种的重要途径,但因减数分裂紊乱导致的低结实率一直是制约水稻育种的瓶颈.减数分裂稳定品系PMeS的成功选育,突破了低结实的难关.前期研究证实PMeS花粉育性正常并高结实.采用比较蛋白质组学方法分析PMeS与非PMeS减数分裂时期花药蛋白质的差异表达,筛选出了在PMeS中显著高表达的ABC家族成员PPFS (Polyploid-Pollen-Fertility-Stability).通过以T-DNA插入突变体和野生型为研究材料,分别对突变型和野生型的花粉育性、农艺性状及花药发育各时期发育事件开展比较研究,结果表明突变体花粉育性及花粉活性明显低于野生型ppfs花粉碘染率为33.9％,FDA深染率为28.4％,野生型的花粉碘染率为83.3％,FDA深染率为88.2％.通过近三年结实率统计发现,突变体的平均结实率为31.7％,而野生型的达到了80.2％,突变体的结实率显著低于野生型.为了探究是否是因为花粉发育异常而导致的结实率降低,实验比较了ppfs和野生型花药发育各时期的半薄切片结果,显示ppfs的花粉发育前期、中期、后期都表现出发育异常,在早期,ppfs花药表皮下分化出来的孢原细胞与花药内壁分离,在单核晚期,花粉开始填充淀粉,出现明显的月牙形花粉,但是ppfs细胞形状不规则且干瘪的厉害,在成熟期,ppfs药室中花粉粒形状不规则,属于典型败育,最终出现大量的败育花粉,而野生型花粉发育各阶段均发育正常.在此基础上,我们构建了回补载体进行转化,通过对转基因子一代进行研究,发现其花粉育性,结实率均恢复成野生型性状,转基因实验表明PPFS显著影响了花粉育性.
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