大白菜细胞质雄性不育特异RAPD标记的筛选

根据近等基因系分析原理,以大白菜细胞质雄性不育系CMS-2及其保持系B-2为材料.对大白菜细胞质雄性不育基因及其保持基因进行RAPD标记研究。引物S391在不育系中有特异性扩增,得到一条约700bp的特异片断;引物S425在保持系中有特异性扩增,得到一条约600bp的特异片,分别命名为S391-700bp、S425-600bp。采用Blastn进行核苷酸同源序列比较,结果发现S391-700bp存在一个开放阅读框架,这一开放阅读框架与植物叶绿体丝氨酸乙酰基转移酶DNA部分片段有很高的同源性;S425-600bp是新发现的一段DNA序列。根据测序结果设计特异引物,结果表明本研究所获得的两个标记片断都能确定其特异性。     

菜薹雄性不育相关基因的ISSR分子标记筛选

菜薹(Brassica campestris L.ssp.Chinensis var.utilis Tsenet Lee)属于十字花科芸薹属,原产中国,是华南地区重要的特产蔬菜之一.利用分子标记技术进行菜薹雄性不育相关基因的定位对菜蕞品质创新和选育新品种具有重要意义.目前尚未见有利用ISSR分子标记技术进行菜薹雄性不育分析的研究报道.利用ISSR技术对菜薹雄性不育系及其保持系的基因组DNA进行比较分析:结果显示100个ISSR引物中,只有引物UBC843的扩增结果在两系之间表现出了差异性,找到了不育系和保持系间的特异扩增片段.回收该特异扩增片段并进行克隆测序,测序结果表明该片段全长为462 bp.与白菜其它育性相关序列比较,同源性均低于50%.根据测序结果设计了一对特异引物,将其转化为更稳定的SCAR标记.经F2群体验证,ISSR引物扩增得到的特异片段很有可能来自核DNA.     

甜椒胞质雄性不育恢复系SRAP及SCAR标记

以甜椒胞质雄性不育恢复系5-2R1和相应的保持系5-2为试材,利用SRAP分子标记技术筛选与甜椒恢复基因相关的分子标记。128对SRAP引物共扩增获得了3796条从100bp至800bp大小不同的条带,平均每对引物组合可扩增出30条清晰的条带,检测到4个多态性位点,其中恢复系材料仅有1个。对该特异片段进行回收、克隆和测序,结果表明该片段全长为259bp。经数据库比对分析表明,该片段与线粒体中的NADH脱氢酶第5亚基(GenBank:EF151914.1)具有81%的同源性;同时,该片段与辣椒BAC克隆PEPBAC 158K24(GenBank:FJ597540.1)的部分序列高度同源。根据序列特点设计特异SCAR引物,对恢复系和保持系进行扩增验证,仅在恢复系中扩增出目的条带,表明已成功地将此SRAP标记转化为简单、稳定的SCAR标记。我们推测本研究获得的SCAR标记可能与胞质雄性不育恢复性状连锁。     

与大白菜细胞质不育相关RAPD特征片段的克隆和序列分析

为了研究和获得大白菜细胞质不育系和保持系线粒体DNA的多态性,选用153个RAPD随机引物,对3套材料,每套中包含不同来源、同核异质的大白菜细胞质不育系（Pol-CMS、Ogu-CMS和CMS96）和保持系线粒体DNA进行RAPD分析。结果表明,有4个RAPD随机引物可以在全部Ogu-CMS和CMS96不育系中扩增出特异带,有1个随机引物仅在所有Ogu-CMS不育系中扩增出特异带;同时将OPAH16随机引物扩增的与不育相关的特异带进行了克隆和测序。结果表明,所获得的特异片段均与拟南芥和甘蓝型油菜的线粒体基因组序列部分同源,但与已发表的不育基因序列没有同源性。由这5个序列推导出的蛋白质与拟南芥中的一种未知功能蛋白AtMg00760（ORF109b）具有部分同源性。这5个序列的可能功能正在验证中。     

与甜椒隐性细胞核雄性不育基因紧密连锁的SRAP分子标记的研究

以甜椒隐性细胞核雄性不育两用系AB91为材料,采用混合集群分析法(BSA)构建了不育池与可育池.利用SRAP分子标记技术,筛选了225对SRAP引物组合及1393对EcoR Ⅰ和Mse Ⅰ引物组合,获得了与隐性核不育基因连锁的2个SRAP标记:E37 M39、E44M93,片段长度约为200 bp和500 bp,与育性...     

大葱雄性不育分子标记辅助选择的研究

大葱雄性不育在杂种优势利用中具有重要价值,传统方法选育不育系效率低,分子标记辅助育种可提高育种效率。本研究试图建立大葱雄性不育辅助育种的技术体系,加快大葱不育系、保持系的育种进程。利用RAPD技术分析了多态性片段S132800、S38960、S72300、S731100、S2002400与大葱育性的连锁关系,重组率分别为0、7．5％、0、4．2％、0。其中S132800、S2002400能在多数品种中区分N、S胞质,且重组率接近0,用于胞质鉴定具有很高的准确率,因而具有较高的利用价值。以S132800、S2002400为探针对不育系和保持系mtDNA的酶切片段进行了Southern杂交分析,结果表明它们在N、S胞质中存在多态性。预示着它们可能是与大葱CMS相关的片段。鉴于RAPD标记的应用有一定局限性,进一步对特异片段S132800、S2002400进行了克隆、测序和SCAR标记转化,其中S132800成功转化为SCAR标记,而S2002400转化后多态性消失。为进一步降低成本,简化了SCAR扩增产物的检测技术,初步建立了大葱不育系、保持系分子标记辅助选择的技术体系。研究表明,SCAR产物加入EB直接检测存在一定误差,而通过快速电泳可以快速、准确地鉴定单株的胞质类型。RAPD标记和SCAR标记在育种中应用有望提高大葱不育系、保持系的育种效率。     

一种紫色大白菜细胞质不育系的分子鉴定

为了获得紫色大白菜细胞质不育系的特异序列,鉴定该不育系所属的不育类型,应用设计的 orf138上、下游引物PCR扩增6份材料:紫色大白菜CMS不育系,保持系07-721,杂交F1,3个回交BC1单株BC1-1、BC1-2和BC1-3.对获得的差异片段进行克隆、测序,同源性比较.结果表明,在紫色大白菜CMS不育系、杂交F1、3个回交BC1单株上均扩增到309 bp的特异产物,而保持系07-721没有扩增产物.测序和同源性比对结果表明,紫色大白菜CMS的orf138与萝卜Ogura不育系的orf138、芸薹属作物与萝卜Ogu CMS体细胞杂种的orf138同源性均达到99%,E值为2e-155.证明了紫色大白菜CMS不育系为一种改良的Ogura萝卜细胞质不育系,同时初步探讨了该不育系和紫色基因的应用前景.     

利用分子标记鉴定白菜细胞质雄性不育类型的研究

通过对9份白菜细胞质雄性不育材料的不育胞质类型进行分子标记鉴定,以期为今后更好的利用分子标记来进行辅助育种奠定基础。通过CTAB法提取白菜的基因组DNA,根据GenBank中orf138基因保守序列设计2对特异引物,对9份白菜基因组DNA进行PCR扩增,将扩增出条带的PCR产物进行测序,在NCBI中进行同源性比对,最终确定其不育胞质类型。结果表明：2对特异引物PI/PII和PIII/PIV只在4份白菜雄性不育基因中均扩增出条带,在另外5份材料中未扩增出条带,与田间育性鉴定相符,获得4份白菜Ogura胞质雄性不育的分子标记;在GenBank中用BLAST进行同源性比对分析,发现L1-CI、L3-CI、L3-F1 3个不育材料的特异片段与已报道的青花菜Ogu CMS所具有的Ogu orf138基因（Genbank登录号：HQ149728）同源度高达100%,L1-F1的同源度达99%,出现了一个变异位点,另外5份材料的胞质不育类型有待进一步研究。通过该方法鉴定出9份材料中有4份材料是萝卜胞质雄性不育的材料,得到了4条分子标记,该结果可为白菜细胞质雄性不育的分子鉴定提供了新的标记,也为今后利用分子标记辅助育种奠定了基础。     

大豆RN型细胞质雄性不育系及保持系cDNA-AFLP分析

本研究利用cDNA-AFLP技术对大豆RN型细胞质雄性不育系及其同核异质保持系进行多态性分析。提取不育系和保持系的总RNA,反转录成cDNA。以cDNA为模板,通过PCR对64对AFLP引物进行扩增筛选,对不育系或保持系中特有的差异带进行回收测序,通过NCBI-Blast同源比对分析得到12条同源序列,其中8条序列为已知功能的基因,4条为未知功能基因。其中与线粒体基因同源的序列A4,编码ATP合成酶γ亚基蛋白基因同源的序列A1,编码减数分裂不联会突变蛋白同源的序列B1可能与不育有关。这些片段的发现为不育机制的深入研究提供帮助,同时可作为不育系及保持系快速鉴定的依据,对缩短育种年限,加快育种进程具有重要意义。     

大白菜胞质雄性不育线粒体基因特异分子RAPD标记及克隆

用随机引物对大白菜细胞质雄性不育系及其保持系线粒体DNA的RAPD分析,在不育系与保持系的线粒体基因组间存在明显的差异,用引物S259在不育系中扩增并克隆得到特异片断(mt)S259~600bp,序列分析表明该片断与油菜线粒体基因NADH脱氢酶第四亚基序列有部分相似性,片段与雄性不育的关系还需进一步研究。     

小麦K-CMS保持系的SRAP鉴定及遗传多样性分析

为更好地对小麦K-CMS保持系的遗传背景进行分析,筛选优良亲本,以进一步提高小麦杂交育种的效率。利用SRAP技术,对30份小麦K-CMS保持系的遗传背景进行研究,以SRAP标记在30个品种之间扩增的多态性位点数据,采用Nei和Li的方法,计算品种间的遗传距离;以2年田间试验得到的品种株高、穗长、小穗数、穗下节长、穗粒草重、穗粒数、穗粒重、旗叶长等表现型性状平均数经正态标准化后,采用欧氏距离计算品种间遗传距离,再比较分析。分析表明,82对SRAP引物揭示出多态性,多态率68.3%,获得208条多态性谱带,平均每对引物产生3.68条多态性谱带,表现出较高的多态性。基于分子标记的聚类分析结果与系谱分析结果基本一致。若以整个遗传距离的总平均数作尺度对聚类图的结果进行分类,大致可分为6类。Mantel检测表明,SRAP标记数据计算的遗传距离矩阵和表现型计算的遗传距离矩阵存在极显著的相关性0.8123(t=11.325t0.01)。SRAP标记是检测品种间遗传差异的有效方法,可为小麦K-CMS保持系种质资源遗传差异的研究提供理论依据。研究还证实,一个骨干亲本与由其衍生出来的品种(系)之间的遗传差异一般较小。     

大白菜CMS96细胞质雄性不育分子特性研究

大白菜CMS96细胞质不育系是由大白菜株系与甘蓝型油菜细胞质不育源杂交、多代回交后获得的。该不育系生长势旺、不育性稳定,不育度和不育株率均为100%,蜜腺正常,在大白菜杂种一代生产中具有广阔的应用前景。为了定位大白菜CMS96细胞质不育所属的类型和获得其不育有关的特异序列,依据atp9、coxI、orf138和orf224保守序列设计4对引物,对3组11份大白菜材料线粒体DNA进行PCR扩增,每组材料内包含同核异质PolCMS、OguCMS、CMS96三种大白菜不育系和一种共用保持系。结果表明,atp9和coxI引物在所有材料中均有扩增产物,供试材料间没有差异;而orf138和orf224引物扩增产物存在差异。orf138引物仅在全部OguCMS和CMS96不育系中扩增出309bp特异带,而保持系和PolCMS不育系没有扩增产物;orf224引物仅在所有PolCMS中扩增出689bp特异带,而保持系、OguCMS和CMS96不育系没有扩增产物。同时,对保持系和不育系花组织mRNA进行RT-PCR分析,进一步验证了orf138和orf224引物扩增产物的特异性和一致性。同源性分析结果表明,利用orf138引物所获得的309bp大白菜mtDNA特异片段均与萝卜OguCMS、甘蓝型油菜OguCMS萝卜体细胞杂种所具有的Oguorf138高度同源,二者有172个核苷酸完全相同,有58个氨基酸完全相同;orf224引物所获得的689bp大白菜mtDNA特异片段与甘蓝型油菜的Polorf224高度同源,二者有677个核苷酸完全相同,有225个氨基酸完全相同,同源性均达到100%。初步认为大白菜OguCMS和CMS96不育系具有相似性,OguCMS萝卜所具有的orf138是导致二者不育的原因;Pol甘蓝型油菜所具有的Polorf224是导致大白菜PolCMS不育的原因。     

与大白菜温度敏感胞质雄性不育系育性转化相关的同工酶分析

以经过低温处理发生育性转化的大白菜胞质不育系（AT系）、未经处理的不育系（A系）及对应的保持系（B系）6叶苗龄期的根，叶和花期的大、中、小花蕾为试材，采用薄层垂直板聚丙烯酰胺凝胶不连续电泳的方法，分析了POD、ATP、AMY、EST同工酶。结果表明：POD、ATP、AMY同工酶与大白菜不育性没有显著关系；苗期A系与B系酯酶同工酶也无差异，小花蕾差异很大， B系酶活性明显强于A系, 且B系比A系多5条α-EST带，其迁移率分别为0.62、0.68、0.72、0.75、0.83等， B系比A系多4条β-EST带，其迁移率分别为0.68、0.72、0.75、0.83。A系经低温处理（9℃下处理18d）发生育性转化后，迁移率为0.83的α-EST带消失，可能与不育性转化有关。结合试验结果还对细胞质雄性不育产生的机理进行了探讨。     

Identification of a SCAR marker linked to a recessive male sterile gene (Tems) and its application in breeding of marigold (Tagetes erecta)

In marigold, an F₂ segregation population of 167 plants was constructed from a cross of a line (M525A) carrying the male sterility trait × an inbred line (f53f). In line M525A, the male sterility trait was controlled by the recessive gene, Tems . The intersimple sequence repeat (ISSR) and sequence-related amplified polymorphism (SRAP) techniques combined with bulked segregant analysis were used to develop markers linked to the trait. From a survey of the 38 ISSR primers and 170 SRAP primer combinations, only one SRAP marker that was closely linked to the target trait was identified and successfully converted into sequence characterized amplified region (SCAR) marker that was located within 2.4 cM from Tems locus. The marker was validated with five other two-type lines and in each case the male fertile plants were reliably identified. This SCAR marker therefore permits the efficient marker-assisted selection of male sterile individuals in breeding programmes of marigold and will greatly facilitate the breeding of F₁ cultivars.     

胡萝卜atp8基因的克隆表达及细胞质雄性不育的相关性研究

摘 要：线粒体基因重组而形成的异常开放阅读框的表达导致了植物的细胞质雄性不育现象,在这种现象的研究中具有重要的意义。本研究分离克隆了胡萝卜细胞质雄性不育相关的线粒体基因片段,并利用半定量RT-PCR和Real-time PCR技术研究了该基因在不育系和相应保持系中的表达情况。结果表明,与不育系相比,胡萝卜保持系atp8基因序列在30 bp-170 bp之间核苷酸突变很多,且在154 bp-162 bp发生了缺失。Blast分析发现保持系atp8基因与胡萝卜nad6基因的同源性高达100%。表达分析表明,atp8基因在不育系花蕾的前五个时期表达量都明显低于相应的保持系,而在盛花期的表达量与保持系趋于一致。推测atp8基因的异常表达与胡萝卜细胞质雄性不育有着密切关系。     

Modified complementation test of male sterility mutants in pepper (Capsicum annuum L.): preliminary study to convert male sterility system from GMS to CMS

The male sterility system in hybrid seed production can eliminate the cost of emasculation and ensure seed hybridity through avoidance of self pollination. GMS and CMS are two types of male sterility system that currently employed in pepper breeding. Conversion from GMS to CMS will increase the male sterility proportion of female parent from 50 to 100%. In this study, segregation analysis of four male sterile mutants consisting of one CMS mutant (CA1) and three GMS mutants (GA1, GA3 and GA4) showed that each had single recessive gene inheritance. A modified complementation test was performed by replacing male sterile mutants with their maintainer line as male parent. The nuclear restorer gene for CMS was independent of all nuclear restorer genes for GMS and all nuclear restorer genes for GMS were independent each other. Further observation on CMS and GMS male sterility loci revealed that GA1 and GA3 had mutated in both nuclear restorer genes for CMS and GMS, while CA1 and GA4 each carried mutation in single male sterility system of nuclear restorer gene for CMS and GMS, respectively. Conversion from GMS to CMS in the case of lines carried mutations in both sterility systems required only S-type cytoplasm donor, while lines carried mutation in single nuclear restorer gene for GMS required not only S-type cytoplasm but also rf allele donors. The important finding is the broader function of maintainer line in certain male sterility system that can be used as a maintainer or restorer line for other male sterility systems. We also confirmed that line CC1 is the general restorer for both CMS and GMS systems.     

Development of CGMS system in ridge gourd [<Emphasis Type="Italic">Luffa acutangula</Emphasis> (Roxb.) L.] for production of F<Subscript>1</Subscript> hybrids

Cytoplasmic male sterile system in ridge gourd has been converted to cytoplasmic genetic male sterile (CGMS) system through the development of analogues of male sterile (MS) line, maintainer line and fertility restorer line. These lines were developed by crossing the MS mutant, regenerated through in vitro culture, with monoecious pollen parents Deepthi, Haritham, LA 101, CO 2, IC 92761 and IC 92685. All hybrids and the BC₁ generation developed by crossing with the recurring pollen parents Deepthi, Haritham and LA 101 were male sterile. Male sterile BC₁ plants have been advanced to BC₆ generation and the parental line LA 101 was proved to be a successful maintainer line, producing male sterile progeny in successive back cross generations. Analogue of cytoplasmic male sterile line, MS LA 101, was developed through back crossing and on crossing with fertility restorer lines Arka Sumeet and LA 102, this line excelled as female parent, resulting heterotic combinations. Mitochondrial marker rpS14 and SCAR Tm-53 were identified to yield male sterility specific markers whereas SSR marker 18956 has generated the male fertility specific marker. These primers are recommended for marker assisted selection of ridge gourd, for utilizing male sterility for hybrid seed production and for developing A, B and C lines in CGMS system.     

HL-CMS同质异核近等基因恢复系‘L-Rf6’的构建

为了研究红莲型水稻中2个恢复基因与2个不育基因的互作关系,用红莲型水稻不育系‘粤泰A’(‘YTA’)与恢复系‘9311’杂交,所得F1代再与保持系‘粤泰B’(‘YTB’)多次回交,最终构建了与不育系‘YTA’同质异核的近等基因恢复系‘L-Rf6’。根据Rf5和Rf6的基因序列设计了特异性分子标记,并对‘L-Rf6’进行检测。结果显示成功构建了近等基因恢复系‘L-Rf6’。对近等基因恢复系的不育基因orfh79的表达量进行分析,结果显示‘L-Rf6’中orfh79的表达量与‘YTA’比较明显下降。该近等基因恢复系的构建为阐述红莲型水稻多个恢复基因与多个不育基因的互作关系打下基础。     

小麦T、 K、 V型胞质不育系和杂种mtDNA的RAPD分析及育性相关片段的克隆

用RAPD技术对细胞质分别来源于粘果山羊草（Ae.kotschyi）、偏凸山羊草（Ae.ventricosa）、提莫菲维小麦（T.timopheevii）的三种普通小麦雄性不育系--K型、V型、T型及相应的保持系、恢复系以及杂种F1代的线粒体DNA（mtDNA）进行了比较分析。结果如下：（1）发现在mtDNA组织结构上K型、V型、T型不育系之间以及与保持系之间均