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Análisis genético y mapeo fino del gen de esterilidad masculina mutado espontáneamente en el repollo chino (L. ssp.)

Autores: Xu, Qian; Wei, Xiaochun; Zhao, Yanyan; Feng, Jianqi; Wang, Peiyun; Ding, Cong; Zhang, Wenjing; Su, Henan; Chen, Weiwei; Wei, Fang; Yuan, Yuxiang; Zhang, Xiaowei

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Análisis genético y mapeo fino del gen de esterilidad masculina mutado espontáneamente en el repollo chino (L. ssp.)


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Botánica

Palabras clave

Repollo chino
Esterilidad masculina
Producción de semillas híbridas
Mecanismos genéticos
Mecanismos moleculares
Acil-CoA sintetasa 5

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 8

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El repollo chino (L. ssp.), un importante vegetal tradicional indígena de China, es un cultivo de Brassica típicamente polinizado cruzado que exhibe una pronunciada heterosis. Sin embargo, sus pequeños órganos florales hacen que la polinización artificial para la producción de semillas híbridas sea altamente desafiante. El uso de líneas estériles masculinas ha surgido como un enfoque crucial en la producción de semillas híbridas. Por lo tanto, comprender los mecanismos genéticos y moleculares subyacentes a la esterilidad masculina en el repollo chino tiene una profunda importancia teórica y económica y es fundamental para avanzar en el mejoramiento cruzado del repollo chino. Aquí, el análisis comparativo citológico de los estambres de la línea estéril 366-2S y la línea fértil 366-2F reveló anormalidades en 366-2S durante la etapa tardía del tétra, incluyendo la degradación retrasada del tapeto y la agregación de microsporas en tétra sin separación, lo que impidió la producción de polen y causó esterilidad masculina. La construcción de la población segregante F, con 366-2S como el padre femenino y el material fértil genéticamente diverso Y636-9 como el padre masculino, indicó que la esterilidad masculina en 366-2S está controlada por un solo gen recesivo. Utilizando análisis de secuenciación de segregantes agrupados y tecnología de reacción en cadena de la polimerasa específica de alelos competitivos (KASP), el gen estéril fue mapeado a 65 kb entre los marcadores PA11 y PA13, con 11 genes en la región candidata. La anotación funcional, el análisis de expresión y las variaciones de secuencia identificaron , que codifica la acil-CoA sintasa 5, como un gen candidato para la esterilidad masculina de 366-2S. El análisis de reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa en tiempo real reveló una expresión mínima de en 366-2S pero una alta expresión en los botones florales de 366-2F. Un análisis adicional de las secuencias de ADN del gen candidato identificó una gran deleción que abarca , , , y en la línea estéril 366-2S (A09: 7452347-7479709). La clonación y verificación de los otros tres genes eliminados en la población F a través de electroforesis en gel de agarosa confirmaron su presencia en individuos estériles F, indicando que su eliminación no estaba asociada con la esterilidad masculina, subrayando como el gen clave que impulsa la esterilidad masculina en 366-2S.

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