农业生物技术学报

作者：王娟菲, 麻慧芳, 薛红丽, 赵雄伟, 郭杰, 史关燕

单位：1 山西农业大学 经济作物研究所/山西省后稷实验室, 太原 030000; 2 山西农业大学 生命科学学院, 太谷 030801; 3 山西农业大学 农学院, 太谷 030801

关键词：谷子,不育系,柱头外露,基因表达分析,

基金：国家重点研发计划(2023YFD1200700;2023YFD1200705);山西省后稷实验室自主立项课题(202304010930003-18);山西省重点研发计划(2022ZDYF107);山西省农业关键核心技术攻关(NYGG29);山西省产业技术体系(2024CYJSTX04-05)

不育系柱头外露是谷子(Setarial italica)杂交种制种的关键因素之一,其外露可显著提高杂交种的制种产量。本研究测定了'晋汾系21A'、'晋汾系92A'、'8116A'、'EMS-1A'和'汾33A'谷子不育系柱头外露长度,其中'晋汾系92A'的柱头外露最长(0.66 mm),而'晋汾系21A'柱头外露最短(0.06 mm)。通过同源序列比对,在谷子基因组中共鉴定到12个柱头外露同源基因。蛋白质特性分析结果显示,基因编码蛋白长度为461~127 2 aa,分子量为50.173 90~138.045 10 kD,等电点为5.05~9.13,不稳定系数为30.80~50.92。通过系统发育分析将柱头外露基因划分为4个亚组,同亚组成员具有相似的保守基序和结构域。进化树结果表明,谷子Seita.2G100300与水稻(Oryza sativa)柱头外露基因亲缘关系最近。进一步对Seita.2G100300的转录水平分析得出,在抽穗期该基因的表达量显著低于对照(P<0.05),在开花期表达量显著升高(P<0.05),相关性分析表明,Seita.2G100300的表达量与不育系'晋汾系92A'和'8116A'的柱头外露长度呈显著正相关(P<0.05)。本研究将柱头外露长度表型与相关基因转录水平进行了联合分析,研究结果为深入解析谷子不育系柱头外露分子机理提供参考。

来源：2025年第4期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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