植物线粒体蛋白质组与细胞质雄性不育研究进展

细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)是植物杂种优势利用的基础,大量研究表明CMS是线粒体基因与细胞核基因互作的结果.蛋白质是基因表达的产物,也是基因功能的执行者,研究线粒体蛋白质有利于探索CMS产生机理.本文综述了CMS相关的线粒体蛋白质的研究进展,并探讨了PPR(peatatricopeptide repeats)基因的结构特征、生物学功能及对CMS相关基因的表达调控.     

高粱细胞质雄性不育的分子遗传研究进展

高粱细胞质雄性不育(CMS)有7种类型,即A1 ~A6 和9E。线粒体DNA(mtDNA)的异常重组、突变、缺失等现象被认为是CMS发生的重要原因。对CMS育性的恢复是通过细胞核基因来调节线粒体基因的表达而实现。叶绿体DNA(cpD- NA)的变异也可能与CMS存在一定的联系。     

细胞质雄性不育水稻线粒体能量释放的热力学和动力学特征

高等植物细胞质雄性不育(Cytoplasmic male sterile, CMS)现象, 已在271种植物中发 现 。 根据少数几种较为深入的植物CMS研究, 人们认为这是一种可能由许多不同原因导致的 复 杂现象。 目前已有许多证据证明CMS与植物线粒体密切相关, 人们确信细胞质的不育 因子主要位于线粒体上, 不育系线粒体结构和功能均存在明显差异     

植物细胞质雄性不育基因的鉴定及育性调控机理

细胞质雄性不育（cytoplasmic male sterility,CMS）是作物杂交种生产的主要授粉控制系统,研究细胞质雄性不育分子基础及调控机理对利用杂种优势提高作物产量具有重要的指导意义。本文从植物的线粒体基因与细胞质雄性不育的关系着手,列举了植物CMS基因的鉴定情况,重点介绍了研究较多的矮牵牛、玉米、水稻和油菜细胞质雄性不育基因的鉴定进展及其对不育性状的调控。同时根据恢复基因与不育基因的相互作用情况阐述了育性恢复的可能机理,并对植物CMS分子机理的研究前景进行了展望。     

制备棉花高分子量线粒体DNA的方法

细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)是普遍存在于植物中的生物学现象.细胞质雄性不育受核质两套遗传系统的控制,决定不育的胞质基因在线粒体基因组中.高等植物的线粒体在小孢子的发育过程中起着重要作用,并且与CMS密切相关.因此,通过构建线粒体基因组BAC文库,克隆相关的线粒体基因,有助于了解CMS不育的机理.     

甜菜细胞质雄性不育系与其保持系线粒体DNA的RAPD分析

本文对甜菜线粒体DNA的提取方法进行了改进,在不需密度梯度离心条件下即可获得高纯度的DNA。优化了甜菜线粒体的RAPD的反应条件,对细胞质雄性不育甜菜的不育系及其保持系的线粒体DNA(mtDNA)进行了RAPD(随机扩增多态DNA,randomly amplified polymorphic DNA)分析,结果表明：甜菜细胞质雄性不育系和保持系线粒体DNA之间存在丰富的多态性。     

植物CMS线粒体相关开放阅读框(ORFs)研究进展

从DNA、RNA、蛋白质水平分别阐述了线粒体开放阅读框(ORFs)与胞质雄性不育(CMS)的关系,并对目前发掘与胞质雄性不育相关的线粒体基因的研究策略进行了探讨.     

油菜胞质不育类型相关基因研究进展

细胞质雄性不育在油菜杂种优势利用中具有重要作用,研究细胞质雄性不育的不育机理对有效利用杂种优势,实现三系配套及创造强优势组合具有重要意义。介绍Ogu CMS,Pol CMS,Nap CMS等目前国际上主要的甘蓝型油菜细胞质雄性不育类型,综述了线粒体基因组上与CMS性状相关基因的位点或片段的最新研究进展,并讨论当今学术界有关CMS产生机理的主要论点。     

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。     

大白菜线粒体DNA提取及细胞质雄性不育系RAPD分析

提取高质量线粒体DNA(mtDNA)是研究大白菜细胞质雄性不育系不育分子特性的前提。以大白菜绿色叶片为试验材料,应用一种省时、简便、操作步骤少的方法,快速获得3组11份大白菜的mtDNA(包括保持系、Ogu CMS、Pol CMS和CMS96细胞质雄性不育系)。试验中不需要加入DNase I酶消化核DNA,提取的mtDNA质量较好;同时,采用RAPD技术,对11份大白菜mtDNA进行多态性分析,获得了与大白菜Ogu CMS和CMS96不育系相关的差异片段10条,与大白菜Ogu CMS不育系相关的差异片段3条。初步证实:大白菜CMS96和大白菜Ogu CMS不育系既有相似性又存在差异性。     

红莲型水稻不育系和保持系线粒体基因组BAC文库的构建

以红莲型(HL)细胞质雄性不育系和保持系为材料, 构建了水稻线粒体基因组的BAC文库. 每个文库保存约2300个菌落, 外源插入片段介于9～25 kb之间. 以线粒体基因为探针对文库进行菌落原位杂交验证, 均筛选到了阳性克隆. 构建的两个文库为进一步研究水稻线粒体基因组的结构特点, 为克隆与红莲型水稻细胞质雄性不育相关的线粒体基     

大白菜CMS96细胞质雄性不育系的特点分析

为了筛选和利用大白菜细胞质雄性不育系,对大白菜的3种细胞质雄性不育系：CMS96细胞质雄性不育系、波里马细胞质雄性不育系(Pol-CMS)和萝卜细胞质雄性不育系(Ogu-CMS)及其相应的保持系进行了主要植物学性状的比较研究。结果表明：Ogu-CMS存在多代转育后植株长势退化、杂交优势差,Pol-CMS存在育性受环境条件影响等缺点,而CMS96细胞质雄性不育系则克服了二者的缺点。另外,CMS96细胞质雄性不育系早期的晚抽薹性比保持系强、杂交种子的产量比保持系杂交种子产量高。CMS96细胞质雄性不育系不仅不育性稳定,多代回交不退化,而且杂交优势强,繁种产量高,表现出了广阔的育种应用前景。     

高等植物线粒体基因组进化分析

线粒体是进行呼吸代谢、为生命活动提供能量的细胞器;其基因组相对独立于核基因组,表现为半自主遗传特性。植物线粒体基因组较大,基因组重排、重复序列重组,以及基因获得/缺失/转移/重复等频繁发生,很大程度影响其基因的正常功能行使;同时,也增加了研究其基因功能及其基因组进化的难度。新一代测序技术降低了测序成本,数据库中测序基因组数据激增。其中,也包括大量已获得的植物细胞器——线粒体和叶绿体的基因组序列。本文使用公用数据库的线粒体基因组序列,通过对高等植物线粒体DNA序列、结构、功能基因丢失/迁入、DNA片段水平转移、重复序列及RNA编辑等方面比较分析,试图从某些侧面揭示植物线粒体基因组复杂的进化特征与过程,为解析植物线粒体基因组的进化、探讨细胞质雄性不育机制提供新证据。     

甜菜线粒体atp6基因转录本的RNA编辑位点研究

RNA编辑现象普遍存在于高等植物的线粒体中,是线粒体中产生功能蛋白所不可或缺的加工步骤。以甜菜细胞质雄性不育系DY5-CMS及其保持系DY5-O为材料,通过PCR、RT-PCR以及PCR产物直接测序等方法,对甜菜线粒体atp6基因转录本的RNA编辑位点进行了研究,以期探寻其与细胞质雄性不育之间的关系。结果表明,atp6基因转录本的保守区域共有8个编辑位点,均发生在密码子的第一、二位点上,这些位点的编辑将导致氨基酸种类的变化,如第二个编辑位点上发生的由丝氨酸(疏水参数0.8)到亮氨酸(疏水参数3.8)的转变。通过分析可看出atp6基因RNA编辑有着改变蛋白质疏水性的作用,同时它能增加物种间的保守性。     

V型细胞质雄性不育小麦线粒体蛋白质的研究

本实验以V型细胞质雄性不育小麦幼穗为材料,用蔗糖衬垫法和两相法成功地分离纯化了小麦幼穗线粒体,并用SDS-PAGE电泳方法结合高灵敏度的银染技术对其线粒体蛋白质进行了比较分析,发现雄性不育系与相应保持系之间有明显差异,不育系(V1A和V2A)均缺少一个分子量为14kD的蛋白质。线粒体与V型细胞质雄性不育的产生可能存在着某     

植物细胞质雄性不育相关基因及其分子标记研究

植物细胞质雄性不育(plant cytoplasmic male sterility,CMS)在自然界中普遍存在,它是植物在有性繁殖过程中产生非正常花粉、花药或者雄配子体而形成的一种可以遗传给后代的现象,近年来在生产实践中发挥了巨大作用,逐渐成为研究热点。随着分子生物学技术的不断发展,越来越多的技术手段被应用到研究CMS中。前人研究结果已证实CMS和线粒体有关。现今已分离到了与CMS相关的基因或片段,并开发出了与不育性状和恢复基因连锁的分子标记。本文就上述研究的相关进展进行概括论述。     

植物细胞质雄性不育育性恢复基因研究进展

植物杂种优势在生产上已被广泛应用,对提高产量和改善品质有重要意义,而生产杂交种的重要途径是细胞质不育及其恢复系统。在杂交品种选育过程中,优良恢复系选育至关重要。近年来植物细胞质雄性不育性恢复的分子机理一直是分子生物学的研究热点。本文综述了目前恢复基因研究的主要进展,讨论了恢复基因的遗传与定位。认为细胞质雄性不育恢复基因一般为单基因或少数显性效应主效基因,且恢复基因间作用方式多样化。目前,玉米Rf2基因、矮牵牛Rf基因、水稻Rf-1基因、萝卜Rfo基因都已被克隆。在这些恢复基因的克隆与分离基础上,本文讨论了恢复基因的结构特征及分子机理,认为恢复基因的可能分子机理,一种是恢复基因抑制细胞质雄性不育（CMS）特异ORF的表达,另一种是恢复基因补偿线粒体功能的缺陷。本文最后对恢复基因在植物分子育种上的应用前景提出了看法。     

基于PCR技术的玉米CMS材料胞质类型的快速鉴定

1971年,Beckett依据育性恢复专效性原理将30种不同来源的细胞质雄性不育材料的胞质划分为T、C、S三个基本类型^[1]。此后,郑用琏和刘纪麟^[2]、温振民^[3]分别对育性恢复专效性方法进行了改进和发展。1978年,Levings 和 Pring首次报道了玉米4种细胞质的线粒体DNA存在限制性核酸内切酶的多型性,从分子水平证明了雄性不育基因存在于线粒体DNA（mtDNA）上,并证实mtDNA的差异既存在于各组CMS材料之间,也存在于组内^[4]。根据mtDNA的酶切图谱可将C组和S组不育胞质进一步区分为几个亚组^[4,5]。近年来,利用RFLP、RAPD等分子标记技术研究玉米胞质mtDNA多型性,证明RFLP和RAPD多态性可有效地用于不同胞质分类^[6~8];利用线粒体DNA上嵌合区域设计特异性引物进行PCR,也可准确地将CMS的不同胞质区分开来^[9]。本研究采用RFLP和特异引物的PCR方法,对3个未知细胞质类型的不育系进行分子水平鉴定,并证实了基于PCR技术的玉米CMS系胞质类型的快速鉴定方法是有效的。     

油菜雄性不育分子机理研究进展

该文从分子生物学角度概括介绍了油菜雄性不育机理的最新研究进展，包括细胞质雄性不育与线粒体分子生物学；细胞质雄性不育与基因表达调控，细胞质雄性不育与核质基因在分子水平上的互作关系；细胞核雄性不育的分子机制，利用生物技术获得雄性不育系等。     

小麦质核互作型雄性不育系线粒体DNA变异性的RAPD分析(英文)

在杂交小麦选育中,为了更好地利用细胞质雄性不育性,研究与不断挖掘新的不育细胞质类型及其对应育性恢复基因以改良现有不育资源至关重要.基于这一目的,本文对具有山羊草属细胞质的四类不育系线粒体DNA(mtDNA)进行了RAPD分析,分别比较了具有同一细胞质背景的山羊草、雄性不育系,以及该类不育系与恢复系组配的可育杂种F1的mtDNA的变异性.结果显示,供试山羊草与其对应细胞质雄性不育系在mtDNA上存在明显多态性,表明不育系在质核互作的影响下很可能已导致mtDNA发生变异:而不育系与对应的可育杂种F1在mtDNA上也存在多态性,同样表明育性恢复核基因对不育系进行育性恢复的过程中亦可能引起mtDNA发生相应变异;mtDNA变异很可能涉及到不育系育性本质的改变.