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辣椒雄性不育的分子研究进展.pdf

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资源描述

1、中中 国国 瓜瓜 菜菜2024,37(2):1-7专题综述收稿日期:2023-10-16;修回日期:2023-11-22基金项目:湖北省重点研发计划项目(2022BBA0061,2023BBB013,2023BBB044);湖北省援疆援藏项目(2022BGD008);湖北省农业科技创新中心项目(2021-620-000-001-007);湖北省自然科学基金青年项目(2022CFC055);湖北省支持种业高质量发展资金项目(HBZY2023B004-4)作者简介:张怡文,女,硕士,主要从事辣椒生物技术研究。E-mail:通信作者:姚明华,男,研究员,主要从事辣椒遗传育种方面的研究工作。E-mai

2、l:yaomh_徐凯,男,助理研究员,主要从事辣椒分子育种与生物技术研究工作。E-mail:辣椒为茄科辣椒属园艺植物,是全球规模最大的香料作物和调味品,也是我国栽培面积最大的蔬菜之一,常年栽培面积达 3200 万 hm2,年产值逾2500 亿元,栽培面积和总产量居世界首位,且有继续增加的趋势1。杂交品种被广泛应用于辣椒生产,可显著提高辣椒的产量、抗性和品质。然而,目前辣椒杂交种的生产仍以人工去雄为主,授粉过程技术性强且劳动密集,成本巨大,种子纯度难以保证。因此,利用雄性不育系可有效解决人工去雄的难题,简化制种工序,降低生产成本,进而应用于辣椒杂交种的商业化高效生产2。1辣椒雄性不育的类型与特点

3、辣椒雄性不育主要包括两种类型,细胞质雄性不育(cytoplasm male sterility,CMS)和细胞核雄性不育(genic male sterile,GMS)3-4。GMS 只由细胞核基因控制,不受细胞质影响,且育性遗传符合孟德尔遗传定律;而 CMS 是一种母系遗传性状,雄性辣椒雄性不育的分子研究进展张怡文1,2,徐兰婷1,2,王飞2,3,刘奕清1,2,姚明华1,2,3,徐凯2(1.长江大学香辛作物研究院 长江大学园艺林学学院湖北荆州434025;2.蔬菜种质创新与遗传改良湖北省重点实验室 湖北省农业科学院经济作物研究所武汉430064;3.湖北洪山实验室武汉430070)摘要:辣椒

4、(Capsicum annuum L.)是世界上重要的蔬菜作物之一,杂种优势明显。利用雄性不育系制种可有效解决人工去雄的难题,简化制种工序,降低生产成本。而辣椒雄性不育是一个快速发展的研究领域。综述了近几年在辣椒雄性不育的类型与特点、细胞学特征、细胞核雄性不育的分子机制,以及细胞质雄性不育的机制解析等方面所取得的重要进展,并对辣椒雄性不育中存在的问题以及未来发展方向进行了讨论和展望,旨在为辣椒三系配套制种提供理论参考。关键词:辣椒;细胞核雄性不育;细胞质雄性不育;细胞学特征中图分类号:S641.3文献标志码:A文章编号:1673-2871(2024)02-001-07Molecular res

5、earch progress of male infertility in Capsicum annuum L.ZHANG Yiwen1,2,XU Lanting1,2,WANG Fei2,3,LIU Yiqing1,2,YAO Minghua1,2,3,XU Kai2(1.Spice Crops Research Institute,Yangtze University/College of Horticulture and Gardening,Yangtze University,Jingzhou 434025,Hubei,China;2.Hubei Province Key Labora

6、tory of Vegetable Germplasm Innovation and Genetic Improvement/Institute of EconomicCrops,Hubei Academy of Agricultural Sciences,Wuhan 430064,Hubei,China;3.Hubei Hongshan Laboratory,Wuhan 430070,Hu-bei,China)Abstract:Pepper(Capsicum annuum L.)is one of the important vegetable crops in the world,with

7、 obvious heterosis.Using the male sterile line to produce hybrids can effectively replace manual emasculation,thereby simplifying the seedproduction process and reducing production costs.The research on male infertility in pepper is a rapidly developing field.We reviewed the important progress in th

8、e types,characteristics and cytological features of male infertility,the molecularmechanism of genic male sterile and cytoplasm male sterility in pepper.Further,the problems and development directionsof male infertility in pepper were discussed and prospected,aiming to provide a theoretical referenc

9、e for the three-linesystem of hybrid seed production for pepper.Key words:Capsicum annuum L.;Genic male sterile;Cytoplasm male sterility;Cytological featuresDOI:10.16861/ki.zggc.202423.0665 1中国瓜菜第37卷专题综述中国瓜菜不育由细胞核和线粒体基因共同决定5。CMS 通常是由线粒体基因组开放阅读框的重排引起的,来自核基因组的育性恢复基因 Rf 可抑制不育表型,促使育性恢复6。CMS 和 GMS 均已应用于辣

10、椒的杂交种生产,带来了巨大的经济和社会效益7。其中,GMS 的选育和转育较为简单,育性稳定、恢复源广,制种过程中母本通常需要拔除 50%的可育株,但第三代杂交水稻育种技术8的推出为 GMS 的应用提供了新的思路。CMS/Rf 系统可提供 100%的雄性不育株用于杂交制种,在生产上具备独特优势,是植物杂种优势利用的重要途径之一9。但 CMS/Rf 系统的恢复源较少,在大多数大果型甜椒和少量微辣甜椒中较难选配到合适的恢复系,需通过转育恢复基因的方式来人工创制恢复系10。2辣椒雄性不育的细胞学特征育性与植物复杂的花药和花粉发育过程紧密相关,该过程的终止或异常都可能引起雄蕊发育不良,最终导致雄性不育。

11、一般而言,不育系、恢复系和保持系三者花药的形态存在明显差异。辣椒不育系的花药瘦小、干瘪、无花粉或花粉粒极少,花粉粒碘化反应不着色或着色极淡,恢复系和保持系的花药大而饱满,成熟花粉中充满淀粉粒。不同作物发生败育的时期和形态学变化都有较大的差异,但雄性不育通常是由花药组织特别是绒毡层细胞的提前降解或过早细胞程序性死亡所导致的11。花粉在发育过程中从小孢子母细胞到四分体,经历单核期、双核期和三核期的整个过程都可能导致花粉发育异常6。其中,辣椒 CMS 不育系 HZ1A 的雄性不育开始于小孢子发育的四分体阶段,不育系中仅能观察到极少数异常和不规则的小孢子12。CMS 不育系 A-line 的绒毡层细胞

12、表现出空泡化和过早死亡,紧紧包围并挤压小孢子,从而抑制胼胝体降解和小孢子释放,最终导致小孢子在单核晚期破裂和死亡13。辣椒 GMS 不育系 16C1369A 花粉败育的关键阶段发生在四分体时期,也是由于绒毡层过度空泡化并发生过早死亡,抑制胼胝体降解和小孢子在四分体时期的正常释放14。通过石蜡切片观察GMS 不育系 18Q5431A,发现绒毡层细胞过度空泡化并挤压小孢子,抑制胼胝体降解和小孢子释放,最终导致绒毡层细胞塌陷15。核不育突变体 msc-3的花粉败育发生在小孢子发育的早期阶段,主要发生在第 36 期,由于绒毡层的发育异常,致使四分体的形成延迟和胼胝质壁残留,最终导致小孢子败育4。由此可

13、见,辣椒雄性不育的发生通常与绒毡层和胼胝体的异常发育紧密相关,但小孢子败育的时期不尽相同。3辣椒细胞核雄性不育的分子机制辣椒细胞核雄性不育的研究相对深入,大多数辣椒 GMS 突变体的不育表型由单隐性基因控制,目前已对多个候选基因进行精细定位和功能验证。等位关系测验表明,ms1 到 ms4、ms6 到 ms8 均为非等位基因,ms1、ms3 和 ms10 彼此之间为非等位基因,ms12 与 ms1 和 ms2 为非等位基因,ms3 与msw 为非等位基因,msc-2 与 msc-1 为非等位基因,但很可能与 ms1 为等位基因4,15-17。对核不育基因进行精细定位与克隆,筛选与 GMS 表型共

14、分离或基于不育基因序列差异的分子标记,可以在苗期对不育株进行鉴别以减少定植株数,降低生产成本和缩短育种年限18。Jeong 等16利用 1118 个单株的 F2群体结合HRM 标记,将 ms1 基因缩小至 CM334 基因组869.9 kb 的物理区间内,包含 11 个开放阅读框,其中编码 PHD 型转录因子、可能参与花粉和绒毡层发育调节的 CA05g06780 基因被确定为 ms1 候选基因,并开发了 1 个共分离标记 32187928-HRM。Cheng 等19利用 BSA 测序结合 1110 个单株群体的标 记 进 行 共 分 离 检 测 后,Capana02g002096(CaDYT1

15、)被确定为 msc-1 基因的候选基因,且通过 VIGS(virus induced gene silencing)技术降低该基因的表达量后出现了雄性不育的表型,该基因编码 bHLH 转录因子,可能参与了辣椒绒毡层的早期发育,外显子 7 bp 的缺失导致该转录过程提前终止和功能丧失。Guo 等20通过 RNA 原位杂交试验,发现 CaAMS(CaAMS1 和 CaAMS2-2)在四分体时期和单核期在绒毡层中高表达,CaAMS 的下调会导致辣椒花丝缩短、雄蕊萎缩和花粉败育。因此推测CaAMS 可能通过调节复杂的遗传网络在辣椒绒毡层和花粉发育中发挥着重要作用。Cheng 等15利用 BSA 结合图

16、位克隆,将 msc-2基因精细定位至 Zunla-1 基因组 336 kb 的候选区间内,其中 Capana05g000766(CaMS1)基因在辣椒花药中特异表达,推测该基因 T 碱基的缺失导致转录提前终止,致使不育系 18Q5431A 出现不育表型,并通过 VIGS 验证了 msc-2 候选基因的功能。对等位基因检测的结果表明 msc-1 和 msc-2 为非等位基 2第2期,等:辣椒雄性不育的分子研究进展专题综述,等:辣椒雄性不育的分子研究进展因,且通过双分子荧光互补证实了这 2 个基因在蛋白质水平上没有发生直接互作。Dong 等4发现了 1个新的隐性核不育突变体 msc-3,并利用改进

17、的MutMap 方法和分子标记连锁分析对 msc-3 位点进行精细定位,将其锁定在Zunla-1基因组10号染色体139.91 kb 的区间内,共包含 10 个注释基因。比较测序结果,发现不育系 Capana10g000198 基因的第三外显子存在 163 bp 的 LTR 转座子插入,并据此开发了 Ind198 功能标记,且该基因在保持系和不育系 花 蕾 的 第 37 阶 段 差 异 表 达,因 此 Capa-na10g000198(CaMYB80)被确定为 msc-3 位点的候选基因。笔者通过 10 个组织的 qRT-PCR 分析,发现该基因只在花药中特异性表达。通过 VIGS 技术使 C

18、apana10g000198 表达量下调后,出现明显的雄性不育表型,且沉默单株中无法观察到花粉粒。综上所述,目前已在辣椒中图位克隆和功能验证了 3个细胞核雄性不育基因(msc-1、msc-2 和 msc-3)。3个基因均在辣椒花药中特异表达,通过编码转录因子(bHLH、MYB)或 PHD-finger 蛋白,参与了辣椒绒毡层发育和育性调控的整个过程,因外显子区的序列缺失或转座子插入,最终导致了突变体的雄性不育表型。4辣椒细胞质雄性不育的分子机制4.1辣椒细胞质雄性不育基因细胞质雄性不育是高等植物杂种优势利用的主要途径之一,因其母系遗传的特点在杂交制种上具备独特优势。CMS 不育基因通常编码具有

19、细胞毒性的跨膜蛋白,导致线粒体功能改变从而出现雄性不育21。例如,WA352 与 COX11 互作影响过氧化物代谢,引发水稻绒毡层细胞程序性死亡和花粉败育,从而使水稻呈现野败型 CMS 表型11(图 1)。ORFH79 可与复合物 III 结合,并通过与 P61 亚基的相互作用降低其活性,引起线粒体能量代谢障碍和氧化应激,导致水稻红莲型 CMS 的花粉败育22。辣椒不育表型的产生主要来源于自然突变。迄今为止,国内外研究人员围绕辣椒 CMS 突变体开展了大量研究23。1958 年,Peterson24首次在引进材料PI 164835 中发现了辣椒的 CMS 现象。在国内,杨世周等25率先从品种向

20、阳椒中分离到雄性不育株,并选育出不育系 8021A 及保持系 8021B,成功实现辣椒的三系配套制种。辣椒 CMS 不育基因的研究相对滞后,前期通过线粒体测序、拟南芥遗传转化等技术手段,鉴定到 2 个不育基因 atp6-2 和 orf456,并据此开发出了4 个特异性 SCAR 标记 CoxII、atp6、orf456-SCAR和 SCAR13026-27。Kim 等27通过 Southern Blot 和Northern Blot 技术,在线粒体基因组 coxII 基因的3 末端鉴定到 1 个新的 ORF,命名为 orf456。该基因编码产生 1 个约 17 kDa 的蛋白质产物,且不育系的

21、蛋白表达量明显高于恢复系。为了研究 orf456蛋白在辣椒线粒体中的功能,Kim 等27利用线粒体靶向的 orf456 基因载体转化拟南芥后,出现了雄性不育表型且无法正常结实。orf507 是 orf456 基因的变异转录本,在保持系中转入 orf507 会导致辣椒出现雄性不育的表型28。进一步研究表明,含有线粒体信号肽(MtATP6)的 ATP 合酶 6 kDa 亚基与orf507 存在特异性的相互作用,ATP 合成酶的活性图 1WA352 控制的细胞质雄性不育分子机制11Fig.1Molecular mechanism of cytoplasmic male sterility contr

22、olled by WA35211张怡文,等:辣椒雄性不育的分子研究进展 3中国瓜菜第37卷专题综述中国瓜菜和含量可能会影响辣椒 CMS 植株的花粉发育29。Ji 等26研究发现不育系 HW203A 中 atp6-2 基因的表达下调降低了 F1F0-ATP 酶的活性。线粒体中的 orf507 和 atp6-2 基因可能分别参与细胞色素C 氧化酶和 F1Fo-ATP 酶的合成调控,从而影响CMS 不育系的花药败育过程。orf165 基因可能也参与了辣椒 CMS 表型的产生,在保持系 ML-14B中过表达 orf165 会出现雄性不育的表型,而不育系CMS-14A 中该基因的沉默则会导致育性恢复30

23、。Wang 等31通过对不育系 138A 及其保持系 138B 的线粒体基因组测序组装,在 138A 和 138B 中分别鉴定出超过 214 个和 215 个长度超过 100 个氨基酸的开放阅读框。其中 orf300a 和 orf314a 被预测为不育系 138A 不育表型的候选基因,并开发了 1 个新的共分离标记 orf300a,已成功应用于 CMS 材料的筛选。开发不育基因相关的分子标记为快速筛选不育株、保持株及转育新的不育系创造了条件,提高了育种的准确性和选择效率,为进一步探索细胞质雄性不育的败育机制及不育基因的克隆提供帮助。4.2辣椒细胞质雄性不育恢复基因恢复 CMS 育性在杂交生产中

24、至关重要,Rf 基因通常会影响 CMS 相关基因的蛋白质表达,促使育性恢复,因此被认为可减少或消除 CMS 相关基因所造成的不利影响32。CMS/Rf 系统为研究核质互作信号交流提供了理想材料,同时也广泛应用于水稻、油菜、玉米等作物的商业杂交种生产。近 10年来,随着植物参考基因组的陆续公布,CMS 恢复基因的研究成为热点之一。目前已从水稻、玉米、油菜、小麦和大豆等作物中鉴定报道了 10 多个 Rf基因。Rf 基因通常影响线粒体中不育基因的转录,从而恢复不育系的育性。例如,Rf4 基因通过降低WA352 的转录本水平,促使水稻野败型 CMS 花粉育性恢复33;Rf6 蛋白与 HXK6 互作,降

25、低了红莲型CMS 中 atp6-orfH79 转录本的积累,从而保证水稻花粉的正常发育34;玉米 Rf3(PPRK2)基因通过抑制线粒体 orf77 基因的编辑和降解,加速不育基因orf355 的降解,从而恢复 CMS-S 的育性35。目前克隆的大多数 Rf 基因编码包含多个五肽重复序列结构域的 PPR 蛋白,包括水稻中的 Rf4、Rf1a、Rf1b(Rf5)与 Rf6,油菜中的 Rfn、Rfp 与 Rfh,玉米中的 Rf1 和 Rf3,萝卜中的 Rfo,小麦中的 RFL79与 RFL29a,以及大豆中的 GmPPR576 等36。PPR蛋白是陆生植物最大的蛋白家族之一,在大多数物种中拥有 4

26、00 多个成员。PPR 蛋白在植物转录后mRNA 加工中发挥重要作用,包括 RNA 编辑、剪接、切割和降解。PPR 蛋白通常由多个 PPR 基序串联组成,根据所含重复基序的不同可将 PPR 蛋白划分为 P 亚家族和 PLS 亚家族37。大多数恢复基因属于 P 亚家族的 RFL(restorer-of-fertility-like)家族分支,具有 P 亚家族的典型结构特征。RFL 家族基因常以基因簇的形式存在,例如,水稻恢复基因Rf4、Rf1a 与 Rf1b 位于同一基因簇内33。在辣椒 CMS 的相关研究中,大多报道认为育性恢复是 1 个基因控制的显性性状38,也有研究者发现,育性恢复是 1

27、个主效 QTL 和 4 个微效 QTL控制的数量性状39,不育表型也可能受到温度的影响40。在 CM334 和 Zunla-1 参考基因组发布前,CMS 恢复基因的研究以 QTL 定位和标记开发为主。Zhang 等41、Min 等42利用 F2群体结合 BSA 开发出 2 个与 Rf 基因连锁的 RAPD 标记 OP131400和 OW19800,遗传距离分别为 0.37 和 8.12 cM,其中 OP131400 被广泛应用于后续研究。Lin 等9、Gulyas 等38报 道 了 1 个 高 精 度 的 SCAR 标 记CRF-SCAR,并成功应用于甜椒恢复系的 MAS 转育。Jo 等43在

28、恢复基因 CaPPR6 附近开发标记Co1Mod1-CAPS,与 Ortega 等44开 发 的 标 记CaRf648 均显示出 90%以上的鉴定准确度。随着生物信息学的发展和辣椒全基因组测序的完成,多个辣椒恢复基因被相继克隆和报道(表 1),包括 CaPPR6、Capana06g003028、CaRf032(CA00g82510)、CA00g30080、Capana06g002968、Capana06g002967和Capana06g20029693,36,45-47。其中,Jo 等43利用 BAC 文库筛选结合 BSA-AFLP 技术,将恢复基因定位在 821 kb 区间,根据转录本表达分

29、析和序列特征,最终确定 CaPPR6 为 Rf 候选基因。Wu 等47基于 SLAF-seq 测序技术结合 GWAS分析,鉴定到 2 个 Rf 候选基因 Capana06g002967和 Capana06g002969。Cheng 等46通过构建辣椒高密度 SNP 遗传图谱,成功将恢复基因精细定位至Zunla-1 基因组 270.10 kb 的物理区间内,并将 Cap-ana06g003028 确定为候选基因。Zhang 等3利用KASP 标记将恢复基因定位到 Zunla-1 基因组 6 号染色体 148.05 kb 的区间内,并推测是候选基因CaRf032(CA00g82510)的变异导致了

30、转录提前终止。Kang 等45将 恢 复 基 因 Rfu 精 细 定 位 至UCD10X 基因组 6 号染色体 398 kb 的区间内,编码PPR 蛋白的 CA00g30080 基因被确定为 Rfu 候选基 4第2期,等:辣椒雄性不育的分子研究进展专题综述,等:辣椒雄性不育的分子研究进展因。Nie 等36基于 BSA 结合图位克隆的手段,将恢复基因 CaRfHZ精细定位至 Zunla-1 基因组 533.81 kb的区间内,并将 Capana06g002968 确定为候选基因。然而,因二代参考基因组的局限性,CaPPR6、CaRf032、Rfu 的候选基因均不能比对到参考基因组6 号染色体。辣

31、椒 CMS 恢复基因的研究仍停留在精细定位阶段,国内外尚未见 CMS 恢复基因功能验证的研究报道,且育性调控机制有待进一步研究。5展望随着现代分子生物学的快速发展,分子标记辅助选择极大地缩短了育种时间并提高了转育效率,但是依旧需要 56 代的转育和自交纯化,导致辣椒分子育种发展缓慢。目前而言,辣椒雄性不育在生产实践和理论研究方面都取得了较大的进展,CMS和 GMS 均已应用于辣椒的杂交种生产,但仍然面临着许多挑战和未知领域。5.1应用生物工程创制辣椒雄性不育系现有辣椒 CMS/Rf 系统具有技术复杂性高、所需条件苛刻的特点,不育表型易受到基因型和环境条件的干扰且恢复源少。部分辣椒尤其是甜椒CM

32、S 不育系很难找到恢复系,有些能找到恢复系但难以测出强优组合,不育和恢复基因的转育受限于轮回亲本的遗传背景48。同时,国内胞质不育材料的同质性较高,造成了基础研究的部分重复和资源浪费。而利用基因工程手段创制新的不育系,可有效避免自然突变和人工筛选费时费力的缺点。通过基因编辑、远缘杂交和原生质体融合等生物技术创制雄性不育系,挖掘新的不育基因和恢复基因,明确恢复基因在自然群体中的分布规律,可进一步拓展辣椒杂种优势利用的胞质类型,为三系配套制种奠定坚实的理论基础。与此同时,辣椒 GMS 育性控制新基因的挖掘与功能研究,逐渐成为近几年雄性不育研究的热点之一4。第三代杂交水稻育种技术8和玉米 SPT(s

33、eed production technology)技术49的推出为辣椒隐性核不育系的生产应用提供了新的思路,可通过转基因等技术手段建立非转基因遗传背景的辣椒隐性核不育三系配套制种体系,有效解决拔除 50%可育株的技术难题。但前提是建立简单高效的辣椒遗传转化体系,同时遗传转化效率低也极大地限制了 CRISPR/Cas9 技术在辣椒中的应用。5.2结合新技术进一步加强雄性不育机制研究近几年随着现代分子生物学技术的快速发展,多个作物中 Rf 基因的图位克隆和功能研究取得了较大进展,不育基因与 Rf 基因间的互作机制也逐渐明晰36。辣椒 CMS/Rf 系统的育性是由线粒体基因所控制的,但控制这种性状

34、的基因及其调控花器官发育的分子机制仍然不明确。不育性在不同环境中的不稳定也是限制辣椒 CMS/Rf 系统应用的一大障碍,需对辣椒 CMS 不育系的温敏特性进行系统研究,尤其是温度调节育性改变的分子机制50。育性恢复是由多因素在多个维度共同精细调控的复杂过程,需要从基因、mRNA、蛋白质、小分子代谢物和表观修饰等多个层面,深入解析辣椒细胞核 Rf 基因与线粒体不育基因间的相互作用关系,揭示育性恢复的调控机制。同时,因二代参考基因组的局限性,CMS 恢复基因位点 CaPPR6、CaRf032、Rfu 的候选基因均不能比对到辣椒 6 号染色体,而T2T 基因组测序为辣椒高质量基因组的组装提供了可能。

35、未来可以通过辣椒线粒体和细胞核基因组的 T2T 测序,结合泛基因组、转录组、代谢组、蛋白组和表观基因组等前沿技术共同探究 CMS 育性调控的分子机制51-52。表 1辣椒中已报道的 Rf 候选基因汇总Table 1Summary of Rf candidate genes that have been reported in pepper位点名称Locus nameCaPPR6CaRfCaRf032RfuCaRfHZRf区间大小Interval size/kb821.00270.10148.05398.00533.81858.26物理区间Physical interval(Zunla-1 V2

36、.0)Nearby Chr06:216,988,988Nearby Chr06:217,065,420Chr06:213,923,525.214,071,576Nearby Chr06:214,076,189Chr06:215,097,259.215,631,069Chr06:214,868,888.215,727,145候选基因Candidate geneBAC-Contig 85Capana06g003028CA00g82510CA00g30080Capana06g002968Capana06g002967Capana06g2002969参考文献ReferencesJO YD,et al4

37、3CHENG J W,et al46ZHANG Z H,et al3KANG M C,et al45NIE Z X,et al36WU L,et al47张怡文,等:辣椒雄性不育的分子研究进展 5中国瓜菜第37卷专题综述中国瓜菜因此,在辣椒雄性不育工作中,CRISPR/Cas9、VIGS、T2T 基因组测序和多组学联合分析等新技术新方法的广泛应用,势必会加快辣椒雄性不育的研究进程,使得辣椒雄性不育研究取得新的突破和进展,为三系配套制种提供遗传资源、奠定理论基础,进一步推动辣椒雄性不育商业杂交种的生产。参考文献1王立浩,张宝玺,张正海,等“十三五”我国辣椒育种研究进展、产业现状及展望J 中国蔬菜

38、,2021(2):21-292DANIELL H,CHASE C Introduction to the molecular biologyandbiotechnologyofplantorganellesM/DANIELLH,CHASE C Molecular biology and biotechnology of plant organ-elles:Chloroplasts and mitochondriaDordrecht:Springer,2004:1-123ZHANG Z H,ZHU Y S,CAO Y C,et al Fine mapping of themale fertili

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43、ic male sterility in riceJNature Genetics,2013,45(5):573-57712NIE Z X,CHEN J Y,SONG Y P,et al Comparative transcrip-tome analysis of the anthers from the cytoplasmic male-sterilepepper line HZ1A and its maintainer line HZ1BJ Horticul-turae,2021,7(12):58013GUO J J,WANG P,CHENG Q,et al Proteomic analy

44、sisreveals strong mitochondrial involvement in cytoplasmic malesterility of pepper(Capsicum annuum L)J Journal of Pro-teomics,2017,168:15-2714CHENG Q,LI T,AI Y X,et al Complementary transcriptomicand proteomic analysis reveals a complex network regulat-ing pollen abortion in GMS(msc-1)pepper(Capsicu

45、m annu-um L)J International Journal of Molecular Sciences,2019,20(7):178915CHENG Q,LI T,AI Y X,et al Phenotypic,genetic,and molecu-lar function of msc-2,a genic male sterile mutant in pepper(Capsicum annuum L)J Theoretical and Applied Genetics,2020,133(3):843-85516JEONG K,CHOI D,LEE JFine mapping of

46、 the genicmale-sterile ms1 gene in Capsicum annuum LJ TheoreticalandApplied Genetics,2018,131(1):183-19117NARESH P,LIN S W,LIN C Y,et al Molecular markers asso-ciated to two non-allelic genic male sterility genes in peppers(Capsicum annuum L)J Frontiers in Plant Science,2018,9:134318张锐,尚伟,许旭明 辣椒雄性不育

47、的选育及利用研究进展J分子植物育种,2020,18(18):6143-615719CHENG Q,WANG P,LIU J Q,et al Identification of candidategenes underlying genic male-sterile msc-1 locus via genome re-sequencing in Capsicum annuum LJ Theoretical and AppliedGenetics,2018,131(9):1861-187220GUO J J,LIU C,WANG P,et al The Aborted microspores(AM

48、S)-like gene is required for anther and microspore develop-ment in pepper(Capsicum annuum L)J International Jour-nal of Molecular Sciences,2018,19(5):134121KIM Y J,ZHANG D B Molecular control of male fertility forcrop hybrid breedingJ Trends in Plant Science,2018,23(1):53-6522WANG K,GAO F,JI Y X,et

49、al ORFH79 impairs mitochondri-al function via interaction with a subunit of electron transportchain complex III in Honglian cytoplasmic male sterile riceJNew Phytologist,2013,198(2):408-41823COLOMBO N,GALMARINI C R The use of genetic,manualand chemical methods to control pollination in vegetable hyb

50、ridseed production:A reviewJ Plant Breeding,2017,136(3):287-29924PETERSON P A Cytoplasmically inherited male sterility inCapsicumJ American Naturalist,1958,92(863):111-11925杨世周,赵雪云 辣椒 8021A 雄性不育系的选育及三系配套J 中国蔬菜,1984(3):9-1326JI J J,HUANG W,YIN C C,et al Mitochondrial cytochrome coxidase and F1Fo-ATPa

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