玉米花药发育的细胞生物学与分子遗传学的研究方法.doc
玉米花药发育的细胞生物学与分子遗传学的研究方法
玉米花药发育的细胞生物学与分子遗传学的研究方法 田有辉 万向元 北京科技大学生物前沿技术与应用研究中心化学与生物工程学院平谷生物农业研究院 北京首佳利华科技有限公司主要作物生物育种北京市工程实验室生物育种北京市国际科技合作基地 X 关注成功! 加关注后您将方便地在 我的关注中得到本文献的被引频次变化的通知! 新浪微博 腾讯微博 人人网 开心网 豆瓣网 网易微博 摘????要: 雄性不育技术在玉米杂种优势利用和杂交种生产中发挥着重要作用, 玉米花药发育和雄性不育的细胞生物学与分子遗传学研究是雄性不育技术利用的前提和基础。玉米花药发育是一个复杂的生物学过程, 需要孢子体基因与配子体基因的协同表达调控。本文从玉米花药的形态结构、花药发育时期的划分、花药败育类型、花药发育的细胞学研究方法、花药发育的组学研究方法、花药发育分子遗传学研究方法等方面进行综述, 以期为玉米核不育机理研究与雄性不育技术产业化应用提供方法学指导。 关键词: 玉米; 花药; 雄性不育; 杂种优势利用; 作者简介:万向元, 电子信箱:wanxiangyuan@ 基金:国家自然科学基金项目 Cytobiology and molecular genetics research methods on maize anther development TIAN You-hui WAN Xiang-yuan Advanced Biotechnology and Application Research Center, Institute of Biology and Agriculture, School of Chemistry and Biological Engineering, University of Science and Technology Beijing; Abstract: Male sterile materials play important roles both in maize heterosis utilization and hybrids production, which are based on cytobiology and molecular genetics research on maize anther development. Anther development of maize is sophisticated, which need cooperative regulation of sporophyte and gametophyte. Here, we summarized the research progresses in maize anther morphology, maize anther development division, male sterility classification, cytobiology research methods, various omics research methods and molecular genetics methods on anther development, which will provide methodological clues for understanding the mechanism underlying maize anther development and industrialized utilization of male sterile materials. Keyword: Maize; Anther; Male sterility; Heterosis utilization; 引言 生殖系统的发育对生物的世代交替以及遗传重组具有重要的意义, 植物与动物之间的一个较大的差异便是生殖器官起始发育的时间不同[1]。多细胞动物的原始生殖细胞形成于胚胎发育时期, 而高等植物的早期发育过程中仅形成根、茎、叶等营养器官, 随后在由营养生长到生殖生长的转化过程中, 由亚表皮层细胞逐渐分化形成花原基等生殖器官[2-4]。生殖器官中大部分细胞为体细胞, 仅有少部分细胞分化形成生殖细胞[5], 花药原基中的生殖细胞再经过复杂的分化过程形成孢子母细胞, 随后孢子母细胞经过一次减数分裂和两次有丝分裂形成小孢子, 完成由多倍体世代到单倍体世代的转化。这个复杂的生物学过程需要孢子体基因与配子体基因的协同调控[6-8], 参与此过程的任何基因突变都有可能对植物的育性产生影响, 导致雄性不育现象的发生。 植物雄性不育是指在高等植物中, 雄性生殖器官不能产生有功能的雄配子, 而雌性营
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