罗汉果查尔酮合成酶基因的生物信息学分析

查尔酮合成酶（chalcone synthase,CHS）是类黄酮生物合成的关键酶,在植物发育、防止UV损伤、抗病和逆境反应中起着重要作用。本研究通过EST测序,获得了罗汉果查尔酮合成酶基因序列（登录号：GU980155）。为了进一步了解罗汉果查尔酮合成酶基因的特征,我们将其与46种植物的查尔酮合成酶基因的核酸序列和氨基酸序列进行比对和进化分析。结果表明,罗汉果查尔酮合成酶基因的核酸序列和氨基酸序列与其它物种的查尔酮合成酶基因均具较高同源性,编码区相似性约为94%。使用PHYLIP和MEGA4分别构建了邻接树、最大似然树和最大简约树,但经bootstrap检验,最优树未能明确罗汉果查尔酮合成酶基因的系统发育地位。以紫花苜蓿查尔酮合成酶的三维结构为参考,利用同源建模的方法预测了罗汉果查尔酮合成酶的三维结构,发现罗汉果查尔酮合成酶具有保守的活性位点和空间结构。     

太空诱变玉米核不育材料可育花药与不育花药的生化特性分析

为探讨太空诱变处理玉米核不育材料的可育株、不育株花药的生理生化特性差异,对可育、不育材料不同发育时期花药的可溶性糖、可溶性淀粉、蛋白质含量以及游离脯氨酸含量进行了测定。结果表明:太空诱变处理玉米核不育材料的可育株花药中的可溶性糖、淀粉、蛋白质以及游离脯氨酸含量均高于不育株花药的,且可育株花药中的可溶性淀粉、蛋白质和脯氨酸含量都随着花药的发育逐渐累积,在不育株花药中这些指标的变化不明显。     

籼型光敏核不育水稻Hs—1可育和不育幼穗mRNA差异表达分析

本研究利用DD－PCR技术分析了光酶核不育籼稻Hs-1可育和不育幼穗mRNA的表达差异，结果表明：在148个DD－PCR反应中，10个反应可扩增出有差异且可重复的cDNA片段，其中4个反应可扩增出1－4条差异片段，6个反应可护增出4个以上的差异片段，且这些差异处段可只出现在可育幼穗中或同时出现在可育和不育幼穗中，共获得43个差异cDNA片段，其中21个可能与光敏核不育性相关，本研究认为，寻找光敏核不育基因在可育和不育条件下差异表达的起始发育时期是从mRNA水平分离这一基因的关键。光敏核不育基因的表达可能会引起其它一些mRNA的合成，从而产生较多的差异片段，进一步鉴定这些差异片段与不育的关系十分重要。     

一例特异细胞质雄性不育小麦mtDNA特异片段的克隆和测序

以具有同质同核的二角型小麦花药外露不育系与花药不外露突变不育系为试材,对其mtDNA进行了RAPD分析,筛选出特异片段S32-1582、OPAA16-1753,并进行克隆与测序。结果表明:花药外露型不育系与花药不外露型不育系细胞质内mtDNA存在明显差异,而ctDNA之间不存在差异;二角型花药外露型不育系转化为花药不外露型不育系,很可能是由于mtDNA自发的重排引起的。其差异片段S32-1582、OPAA16-1753序列与核基因组上的序列具有同源性;供试线粒体基因组能够在较短的演化时间内发生变异,从而引起二角型花药外露型不育系向花药不外露型不育系的变异,其特异质核互作可能起重要作用。     

结球白菜结球前期基因表达序列标签（EST）分析

以结球白菜(Brassica rapa L.ssp．pekinensis)结球前期心叶为材料，构建了结球前期球叶cDNA文库，随机挑选克隆单向单次测序后，共得到1162条峰图良好和插入片段长度大于150bp的可用序列。BLASTX及BLASTN序列比对分析表明，94．8％(1102／1162)的表达序列标签(EST)可在蛋白质或核苷酸水平上找到同源类似物。同源性最大的蛋白质按物种来源分析后发现，大约77％的功能已知蛋白质来自拟南芥(Arabidopsis thaliana)，另外还有60个EST与已发表的植物基因没有同源性，这一部分EST对于研究结球白菜独特的生理和形态发育途径以及开展基因组分子作图具有重要的意义。同源蛋白质按其功能进行分类表明，参与蛋白质合成过程的酶或蛋白质的EST数量最多，其次是参与能量代谢过程(包括光合作用)的EST序列。在核苷酸水平上，全部EST中只有51％的同源物来自拟南芥。对上述1162条EST进行片段重叠群分析(contig analysis)共获得895个非冗余片段重叠群，其中723个仅由一个EST组成(即singletons)，表明结球白菜结球过程中表达的基因种类繁多。大量EST的获得为进一步了解结球白菜结球机制及获取相关基因提供了重要的序列信息。     

小麦生理型雄性不育花药中能量相关基因的表达

为揭示小麦(Triticum aestivum L.)生理型雄性不育机理,以化学杂交剂SQ-1为诱导剂,构建了普通小麦西农1376不育和可育生理系,用RT-PCR技术分析了3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)和NFUDP4基因在不同发育时期的不育和可育花药中的表达差异.结果表明,与同期对照相比,GAPDH和NFUDP4基因在不育花药单核期到三核期均下调表达,其中在大量花粉粒败育的单核期,GAPDH下调表达尤为显著.因此,小麦生理型雄性不育花药败育过程中,一方面由于GAPDH基因表达受抑制,使糖酵解受阻导致能量供应不足;另一方面,NFUDP4基因下调表达,可能引起线粒体某一Fe-S族蛋白装配需要的分子骨架减少而使其数量不足,从而可能引起Fe-S族蛋白参与的生化反应减弱,如呼吸链电子传递受阻引起能量供应不足,与小麦生理型雄性不育具有一定关系.     

小麦生理型雄性不育花药中能量相关基因表达

为揭示小麦(Triticum aestivum L)生理型雄性不育机理, 以化学杂交剂SQ-1为诱导剂,构建了普通小麦西农1376不育和可育等生理系,用RT-PCR 技术分析了3-磷酸甘油醛脱氢酶（GAPDH）和NFUDP4基因在不同发育时期的不育和可育花药中的表达差异。结果表明,与同期对照相比,GAPDH和NFUDP4基因在不育花药单核期到三核期均下调表达,其中在大量花粉粒败育的单核期,GAPDH下调表达尤为显著。因此,小麦生理型雄性不育花药败育过程中,一方面由于GAPDH基因表达受抑制,使糖酵解受阻导致能量供应不足;另一方面,NFUDP4基因下调表达,可能引起线粒体某一Fe-S 族蛋白装配需要的分子骨架减少而使其数量不足,从而可能引起Fe-S族蛋白参与的生化反应减弱,如呼吸链电子传递受阻引起能量供应不足,与小麦生理型雄性不育具有一定关系。     

小麦生理型雄性不育系中天冬氨酸蛋白酶与绒毡层代谢的相关性分析

为探讨化学杂交剂SQ-1诱导的小麦生理型雄性不育系花药绒毡层细胞凋亡过程与花粉粒败育的关系,以小麦生理型雄性不育系及其可育系花药为试验材料,结合前期绒毡层细胞凋亡研究的结果,采用透射电镜超微观察花药绒毡层细胞结构,定量检测与凋亡相关的天冬氨酸蛋白酶相关基因(APs1、APs2、APs3)的表达量,同时利用含明胶的十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳技术对天冬氨酸蛋白酶活性进行验证。结果表明,在小麦花药发育单核期,生理型雄性不育系花药绒毡层细胞较可育系绒毡层细胞提前降解;在四分体至三核时期,3个天冬氨酸蛋白酶基因在不育和可育系中均表现为先升高后降低的趋势,且单核期表达量最高;天冬氨酸蛋白酶相关基因(APs1、APs2、APs3)在花药发育单核时期以及四分体时期,不育系较可育系均明显上升;天冬氨酸蛋白酶活性研究表明,在花药发育各时期该酶活性在不育系与可育系中均表现出明显差异,且在不育及可育系花药中天冬氨酸蛋白酶活性都呈先升高后降低的趋势,在二核期活性达到最高。表明在SQ-1诱导的生理型不育系中,天冬氨酸蛋白酶的变化与绒毡层细胞凋亡、结构变化及雄性不育花粉粒败育密切相关。本研究初步揭示了生理型小麦败育的机理,为进一步深入研究小麦雄性不育机理,培育能广泛应用于生产实践的优良不育系提供了一定的理论依据。     

小麦生理型与遗传型雄性不育相关基因锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)及果糖1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)的表达分析

锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)是一种重要的抗氧化剂,果糖1,6-二磷酸醛缩酶(FBA)是叶绿体光合碳化阶段起重要调节作用的关键酶.本研究以小麦(Triticum aestivum L.)生理型与遗传型等基因雄性不育系及其对应育性正常的保持系为材料,选取花粉小孢子发育各时期的花药及三核期子房,对供试材料花药全蛋白表达差异研究的基础上,对雄性不育相关基因(Mn-SOD)及FBA进行核酸水平的实时荧光定量PCR分析,结果发现,与可育保持系相比,(1)生理型雄性不育系Mn-SOD基因在幼穗期、单核期和三核期表达量显著下调,而酶活力在幼穗期上调,在单核期下调;遗传型雄性不育系Mn-SOD基因在幼穗期和单核期表达量下调,酶活力在幼穗期上调,在二核期下调.(2)生理型雄性不育系和遗传型雄性不育系FBA基因表达量在幼穗期和单核期均下调,而对应同时期的FBA酶活力也下调,而遗传型不育系FBA基因在三核期表达量和FBA酶活力均上调.(3)Mn-SOD和FBA在遗传型雄性不育系三核期子房和花药中表达量均高于生理型雄性不育系和正常可育系,而在生理型雄性不育系花药中,Mn-SOD表达量明显低于对照可育系,在子房中其表达量略高于正常可育系.基因表达具有组织特异性,其蛋白表达较基因表达具有一定滞后性.Mn-SOD基因过量表达(单核至二核期),从而清除花药代谢紊乱产生的过多的活性氧,维持细胞正常功能;而花粉败育(生理型和遗传型雄性不育)导致花药失去活力,从而使花药叶绿体光合能力下降,FBA下调表达.研究结果提示,不同发育时期FBA及Mn-SOD酶活力变化与基因表达水平相一致,且这两个指标的变化直接或间接的影响了小麦花药的育性程度.     

两系小麦不育系BNS雄性育性的转换

于2006-2009年在湖南长沙采用分期播种方法以两系小麦不育系BNS和对照百农矮抗58、农大211、农大3688和杨麦13为试验材料,研究了BNS雄性育性在南方生态区域的转换规律。结果表明:随播种期的推迟,BNS雄性育性表现为完全败育→高度不育→部分可育→完全可育的育性转换规律;雄性完全败育阶段以花粉典型败育为主;3月中、下旬开花阶段,花粉完全败育;4月上旬开花阶段,雄性育性发生转变,4月中旬开花阶段,花粉可育。雄性育性的转换伴随着开花习性发生转换。     

植物细胞质雄性不育分子生物学研究进展

阐述了植物细胞质雄性不育相关的线粒体嵌合基因结构、起源、作用机理及其离体表达 ,花粉发育特异基因表达 ,导致植物细胞质雄性不育因素 ,植物细胞质雄性不育恢复育性等方面分子生物学研究进展 ,简介了现代基因工程构建细胞质雄性不育系的策略     

杂交稻同核异质不育系的同工酶与遗传鉴定

研究分析了7个同核异质不育系和保持系花药中的酯酶同工酶和过氧化物酶同工酶,结果表明:在这两种同工酶的酶谱中,有些谱带是不育系与保持系共有的,不受雄配子的育性和胞质差异的影响。有些谱带则伴随雄配子的败育而出现(或缺失),其余谱带组分,则因胞质背景的不同而存在差异。据此认为,可以通过同工酶酶谱分析,对细胞质进行遗传鉴定。     

四种甘蓝雄性不育类型差异基因表达分析

通过cDNA-AFLP分析了4种甘蓝(Brassicaoleracea)雄性不育类型的花粉败育特异中断基因表达特点,并对不同特异表达类型分别选取代表性TDFs克隆测序。结果表明,表达差异在转录片段多态性上能反应出不同雄性不育类型在细胞学水平上的败育时期和特征差异,4种不育类型中萝卜胞质不育(OguCMS)与可育类型遗传距离最近。实验未检出萝卜胞质不育特异中断的TDFs,说明其特异中断基因数目较少,因此检测到这一类基因较为困难。三种代表黑芥胞质不育(NiCMS),隐性核不育(Ms-cr1)和显性核不育(Ms-cd1)特异中断表达的TDFs共计46条。序列分析结果表明,黑芥胞质不育,隐性核不育和显性核不育类型分别与烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)脱氢酶,具RNA识别结构域(RRM)的蛋白,质膜类钙转运ATP酶基因表达受阻有关。     

显性雄性核不育突变体水稻的遗传鉴定

利用γ射线处理水稻干种子 ,从 2个美国品种Orion和Kaybonnet中分别获得了雄性核不育突变体 1 783和 1 789。对 1 783的M7代和 1 789的M6 代的花粉育性和结实率进行了观察和考查 ,并对后裔单株育性的分离结果进行了统计分析。结果表明 ,突变体 1 783和 1 789的育性分离为 1可育 :1不育 ,雄性核不育性受一对显性基因控制 ,是一种人工诱变中不常见的显性突变。 2个雄性核不育突变体的花粉育性 ,经I KI染色表现为部分败育 ,自然状态下的结实率为 3 0 %左右 ,套袋结实率仅0 3 %～ 3 5 %。显性雄性核不育是水稻遗传育种中进行群体改良的有效工具     

水稻雄性不育新材料SC316的育性遗传研究

采用连续回交方法,将SC316不育基因转育到中籼898品种中,研究不同世代回交群体、姊妹交群体及可育单株后代群体的育性表现.结果表明,SC316不育基因在这些群体中的表现符合1对显性核不育基因遗传规律,该不育材料携带有显性核不育基因.     

甘蓝型油菜陕2A细胞质雄性不育的遗传及RAPD标记

本研究以甘蓝型油菜陕 2A细胞质雄性不育系、保持系和F2 分离群体为材料 ,对F2 分离群体的遗传分离情况进行分析 ,结果表明 ,可育与不育株花器存在明显差异 ,符合 3∶1的分离比例 ,因而推断细胞质雄性不育恢复基因受 1对显性基因控制。利用分离群体分组分析法(BSA) ,用 1 0 5个随机引物对细胞质雄性不育恢复基因进行RAPD分析 ,发现有 6个随机引物扩增出多态性差异谱带。引物S62 和S74在可育和不育基因池中扩增出单条特异性谱带所代表的DNA序列 ,很可能与不育系的恢复基因连锁。     

Preliminary investigation of the effect of ethyl 4'fluorooxanilate as a male gametocide of sweet stem sorghum

An effective male sterility system enables targeted crosses between parent plants with desired and complementary characteristics. The use of chemical hybridising agents (CHAs) to induce male sterility is quicker and more efficient than manual emasculation. This study investigated the concentration, stage of application and frequency of application of ethyl 4'fluorooxanilate (E₄FO) for inducing male sterility of sweet stem sorghum without affecting female fertility. In Trial 1, the dose rate of E₄FO was determined to optimise male sterility. In this experiment three genotypes were tested at E₄FO dose rates. In Trial 2 the frequency of application of E₄FO was determined using three sweet stem sorghum genotypes, three E₄FO doses, and six frequencies of application. Data on sterility was inferred based on seed set and seed count from the treated plants. Male sterility was achieved when E₄FO was applied during heading stage using the following rates: 1?g l^?1, 1.5?g l^?1 and 2?g l^?1, with more than one application. Applying E₄FO twice during the heading stage at a rate of 2?g l^?1 would induce male sterility in the tested sweet stem sorghum genotypes, a result that could be useful in hybrid breeding programmes.     

Inheritance of alloplasmic fertility restoration in eggplant (Solanum melongena L.)

Cytoplasmic male sterility (CMS) system has been exploited worldwide in field and vegetable crops. In eggplant, alloplasmic CMS lines were developed through interspecific hybridization between Solanum aethiopicum L.?×?S. melongena L., while the restorer (R) lines were isolated from the reciprocal cross. The knowledge about inheritance of Rf gene is must for its further use in breeding and molecular studies. Therefore, four sets of CMS (D-CMS 291A, D-CMS 99A, D-CMS 5A and D-CMS 72A) and restorer (R 2-1, R 3-4, R 6-2 and R 2596-2) lines were used to develop F₁, F₂ and backcross progenies, to understand the inheritance mechanism. Phenotyping of all the populations and test of goodness of fit revealed involvement of a single dominant gene (Rf) for fertility restoration. The visual scoring of flowers for male sterility and fertility was further validated with the tests on pollen stainability, germination and index. Among others, media containing 0.5% agar?+?300 ppm calcium nitrate?+?5% sucrose?+?50 mg/l boric acid?+?400 mg/l PEG 4000 furnished the best results for in vitro pollen germination. Differences between and within male sterile and restorer lines were observed for pistil and stamen length and girth, pollen stainability and germination. Stable expression of CGMS and restorer lines in all the generation progenies confirmed their utility in future eggplant breeding programs.