大豆细胞质雄性不育弱恢复型杂种F1育性转变的转录组分析

作     者：白志元 徐菲 杨午 王明贵 杨玉花 张海平 张瑞军 BAI Zhi-yuan;XU Fei;YANG Wu;WANG Ming-gui;YANG Yu-hua;ZHANG Hai-ping;ZHANG Rui-jun

作者机构：山西农业大学农业基因资源研究中心农业农村部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室太原030031 山西农业大学农学院太谷030801 

出 版 物：《生物技术通报》 (Biotechnology Bulletin)

年 卷 期：2024年第40卷第6期

页      面：134-142页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

基　　金：山西省基础研究计划面上基金(202303021211085) 山西农业大学优秀博士启动项目(2023BQ95) 山西农业大学生物育种工程项目(YZGC147) 

主　　题：大豆 细胞质雄性不育 杂种F1 育性 转录组测序 

摘      要：【目的】探索大豆细胞质雄性不育弱恢复型杂种F1育性转变在RNA水平上的分子机制,以期从育性转变的角度为大豆细胞质雄性不育的分子机理提供有价值的信息。【方法】以弱恢复型杂种F1(H3A×SXTH3)为研究对象,设置苗期短光照(植株育性不育)和正常光照(植株育性可育)处理,在盛花期分别采集不同大小的混合花芽进行转录组测序和RT-qPCR分析。【结果】筛选出3917个差异表达基因,苗期短光照处理后,2134个基因下调表达,1783个基因上调表达。对差异表达基因进行生物信息学分析,GO显著富集分析表明,碳水化合物代谢过程、跨膜转运活性和细胞外围等功能在育性转变中行使着主要生物学功能;KEGG通路显著富集分析表明,戊糖葡萄糖醛酸的相互转化、淀粉蔗糖代谢和植物昼夜节律等通路为育性转变的主要代谢通路。11个基因的RT-qPCR分析发现,大豆细胞质雄性不育相关基因和PPR基因参与了大豆细胞质雄性不育弱恢复型杂种F1育性转变过程。【结论】推测大豆细胞质雄性不育弱恢复型杂种F1育性转变与植物昼夜节律、PPR和大豆细胞质雄性不育相关的线粒体、花粉壁发育、碳水化合物代谢、糖转运和活性氧代谢等基因的异常表达相关,当昼夜节律通路的关键基因变化,引起PPR基因和大豆细胞质雄性不育相关基因的表达水平变化,将会发生育性转变。