水杨酸对HL-CMS同核异质系水稻叶片蛋白质及细胞壁成分的影响

分别用3种不同浓度的水杨酸(SA,3.25×10-5,7.5×10-5,1.5×10-4mol/L)处理水稻红莲型细胞质雄性不育(HL-CMS)型不育系粤泰A(YTA)和同核异质的保持系粤泰B(YTB)的三叶期幼苗,研究了幼苗叶片蛋白质含量及细胞壁纤维素和木质素含量的变化。结果表明,外源SA对水稻HL-CMS不育系和保持系的作用效果明显不同。3种浓度的SA均对YTA叶片蛋白质含量的增加起一定的促进作用,其中高浓度SA (1.5×10-4mol/L)的促进作用最为显著,但高浓度的SA对YTB则表现出抑制作用。与对照组(木村B培养液处理)相比,3.25×10-5mol/L和7.5×10-5mol/L的SA均能增加YTA三叶期幼苗叶片中细胞壁纤维素含量,而较高浓度(1.5×10-4mol/L)SA处理的作用不明显。对于YTB,只有较高浓度(1.5×10-4mol/L)的SA 对幼苗叶片细胞壁纤维素含量表现出明显的增加作用,3.25×10-5和7.5×10-5mol/L的SA处理没有明显的影响。YTA和YTB幼苗叶片细胞壁木质素含量的变化对SA的响应浓度有所不同,在较高浓度范围的SA能增加YTB幼苗叶片细胞壁木质素含量,而较高浓度范围的SA对YTA幼苗叶片细胞壁木质素则表现为抑制效应,SA仅在较低浓度范围有促进作用。同核异质系YTA和YTB间叶片蛋白质、纤维素和木质素含量的变化对外源SA处理的响应不同,可能只与YTA和YTB细胞质之间的差异有关。     

水稻HL-CMS中2个雄性不育候选基因表达模式的初步研究

采用实时荧光定量PCR技术,比较了水稻红莲型细胞质雄性不育(HL-CMS)不育系粤泰A(YTA)中的2个雄性不育候选基冈HLsp和orfH79在根、茎、叶以及减数分裂期小穗和三核期花药中的表达模式.结果表明,HLsp和orfH79均在减数分裂期小穗中表达最高,而在营养生长的根、茎、叶及成熟花粉中表达很低.HLsp在粤泰A不同组织中的表达均低于orfH79,但HLsp在减数分裂期小穗中的表达量与在其它组织中的表达鼍的差异明显比orfH79大.2个不育候选基因HLsp和orfH79在HL-CMS不育系YTA不同组织及发育时期的表达差异,暗示二者在水稻HL-CMS的发生中可能行使不同的功能.     

水稻线粒体基因orf290功能的初步研究

从红莲型不育系粤泰A(YTA)线粒体基因组中克隆并鉴定了一个6.7kb的CMS相关片段HLsp1,序列预测发现了2个orf,其中一个编码290个氨基酸,暂命名为orf290。构建带有线粒体信号肽的超表达载体35S::Rf1b5'::orf290,通过农杆菌介导转化受体保持系粤泰B(YTB),以水稻的单拷贝基因蔗糖磷酸合成酶基因(SPS)作为内参基因,以潮霉素抗性基因(hpt)作为目的检测基因,基于实时荧光定量PCR鉴定转基因T0代植株中外源基因的拷贝数,并对阳性植株进行花粉镜检和结实率统计。结果显示获得了2株单拷贝转35S::Rf1b5′::orf290植株,并且都有orf290的表达。单拷贝超表达orf290植株的平均花粉可育度30.8%,平均套袋结实率41.6%。这些结果初步证实,线粒体基因orf290可能与水稻细胞质雄性不育相关。     

籼稻粤泰B成熟胚愈伤组织诱导培养条件初探

对籼稻HL-CMS保持系粤泰B种子成熟胚的愈伤组织诱导培养条件进行了初步探讨.结果表明.将存储的成熟种子于50℃预处理2d,种子表面清洗消毒后,晾干2～3 h,在1 800 μmol·m-2·s-1光照12 h/黑暗12 h、温度为24～30℃的较大的组织培养室内,采用pH5.9～6.0、添加3.0 mg·L-12,4-D的N6培养基上,粤泰B种子的愈伤诱导率可达93%,且愈伤组织的生长状况很好,为不育基因向籼稻HL-CMS保持系粤泰B的遗传转化奠定了基础.     

TAIL-PCR对红莲型水稻不育系特异片段HL-sp1侧翼序列的分析

以红莲型水稻不育系粤泰A（YTA）线粒体DNA为模板,在具有细胞质遗传的线粒体特异性片段HL-sp1侧翼各设计3条特异性巢式引物（LSP1﹑LSP2﹑LSP3﹑RSP1﹑RSP2、和RSP3）,利用特异性引物和随机引物AD1﹑AD2和AD3,通过热交错PCR（TAIL-PCR）扩增HL-sp1的侧翼序列。通过扩增和序列分析得到了HL-sp1 5′侧翼1 456 bp和3′侧翼2 570 bp的序列。改进后的TAIL-PCR方法为线粒体目的片段的侧翼序列分析提供了一种简单而高效的方法。     

水稻滇一型不育系和保持系线粒体DNA差异的AFLP检测

使用蔗糖衬垫法提取了线粒体DNA(mtDNA),利用AFLP技术比较了滇一型水稻的4套不育系与保持系的mtDNA的差异。从92G03/92S09引物对选择扩增产物中得到了不育系与保持系差异条带。在约287bp处,保持系均有一条带,对应的不育系均缺少该条带。以上滇一型水稻不育系与保持系线粒体DNA差异的存在,表明可能与育性相关。     

不同水稻品种OsVDAC8的表达模式比较与亚细胞定位分析

[目的]研究OsVDAC8的理化性质和表达模式,为探究OsVDAC8的功能提供基础。[方法]用生物信息学分析OsVDAC8的结构特征及表达谱,然后通过定量PCR对3个不同水稻品种日本晴(NIP)、粤泰A(YTA)、粤泰B(YTB)不同发育时期的不同组织中OsVDAC8的表达模式进行分析,并通过BiFC对亚细胞定位进行验证。[结果]OsVDAC8编码区全长1 014 bp,编码337 aa,生物信息学分析结果显示,OsVDAC8是具有1个结构域的稳定的定位于线粒体的亲水蛋白,通过11次跨膜形成特异的桶状结构。在ATG上游含有13个与水稻生长发育及胁迫应答相关的顺式作用元件。RiceXPro和MSU Rice Genome Annotation Project水稻基因表达数据库分析结果表明,NIP中OsVDAC8在生殖生长期的茎和花序出现前后幼穗中表达水平最高,在胚乳和根中的表达量较低。对NIP、YTA、YTB 3个水稻品种中OsVDAC8的表达谱分析结果显示,OsVDAC8在3个水稻品种四叶期的叶鞘表达水平都非常高,在花粉内容物充实期都很低,但幼穗发育的不同时期3个品种中表达水平差异很大...     

优质籼型三系不育系泰莲7A的选育与应用

泰莲7A是利用柱头外露率和异交结实率好的粤泰B为母本,与粤丰B做父本进行杂交,F1代与保持系2128B(来源为泗稻B/泰引31)再次杂交(即粤泰B/粤丰B//2128B),多代种植后,选择株叶形态好,米质优的单株,与粤泰A测交并多代回交选育的优质籼型三系水稻不育系。该不育系株叶形态好,不育性稳定,不育株率100%,花粉败育以圆败为主,柱头和异交结实率高,配合力强,米质较优,综合性状突出。于2018年通过安徽省鉴定。     

利用线粒体DNA酶切电泳带型对水稻雄性不育细胞质源的分类

为了研究水稻细胞质雄性不育，我们建立了一套提取纯化水稻线粒体DNA的方法轻珍汕97不育系和保持系为材料，发现线粒体DNA的HindⅢ酶切电泳带型存在显著差异，而叶绿体DNA没有差异。细胞质类型为野败型的珍汕97A，V20A、常菲22A的线粒体DNA BamHI酶切电泳后的带型没有差异。属不同细胞质类型的珍汕97不育系和六千辛不育系的线粒体DNA EcoRI BamHI酶切电泳带型不同，它们分别代表了不同的水稻雄性不育细胞质遗传特征。此结果提示，利用线粒体DNA酶切电泳带型可以对水稻不育系的细胞质源进行分类。     

红菜薹胞质雄性不育系线粒体DNA的RAPD分析

为研究和获得红菜薹线粒体DNA中与细胞质雄性不育相关的片段,对其不育系和保持系的线粒体DNA进行了RAPD分析.结果表明,在285条引物的扩增图谱中,不育系和保持系的线粒体DNA之间存在差异,在不育系中获得两条特异带AY1200和RD800;序列分析发现,AY1200与拟南芥的铁氧化还原蛋白依赖的谷氨酸盐合成酶的65个氨基酸有33%的相似性;RD800序列与贝氏柯克斯体QpH1质粒全基因组序列的132个氨基酸有47%的相似性.     

Mitochondrial dynamics caused by QoIs and SDHIs fungicides depended on FgDnm1 in Fusarium graminearum

Fusarium head blight (FHB) caused by Fusarium graminearum is a devastating fungal disease on small grain cereal crops, because it reduces yield and quality and causes the mycotoxin contamination to the grain. Dynamins and dynamin-related proteins (DRPs) are large GTPase superfamily members, which are typically involved in the budding and division of vesicles in eukaryotic cells, but their roles in Fusarium spp. remain unexplored. Here, we found that FgDnm1, a DRP and homolog to Dnm1 in Saccharomyces cerevisiae, contributes to the normal fungal growth, sexual reproduction and sensitivity to fungicides. In addition, we found FgDnm1 co-localizes with mitochondria and is involved in toxisome formation and deoxynivalenol (DON) production. Several quinone outside inhibitors (QoIs) and succinate dehydrogenase inhibitors (SDHIs) cause fragmentated morphology of mitochondria. Importantly, the deletion of FgDnm1 displays filamentous mitochondria and blocks the mitochondrial fragmentation induced by QoIs and SDHIs. Taken together, our studies uncover the effect of mitochondrial dynamics in fungal normal growth and how such events link to fungicides sensitivity and toxisome formation. Thus, we concluded that altered mitochondrial morphology induced by QoIs and SDHIs depends on FgDnm1.     

植物细胞质雄性不育与线粒体基因组的分子生物学研究进展

本文综述了植物细胞质雄性不育和线粒体基因组基因及其表达产物的分子生物学研究进展。对细胞质雄性不育遗传因子的细胞器定位、线粒体基因组嵌合基因及其表达产物与细胞质雄性不育的产生的关系、育性恢复基因对线粒体嵌合基因表达的影响、线粒体质粒和RNA 编辑对细胞质雄性不育的影响等细胞质雄性不育的分子生物学研究进展进行了讨论。     

基于线粒体DNA全序列11个蛋白编码基因拼接序列的鳞翅目昆虫系统发育研究*

 目前已测定线粒体DNA全序列的鳞翅目昆虫有12种。由于高变异性和强核苷酸组成偏好性,去除了两个蛋白基因和两个物种,最终以10个鳞翅目物种的11个蛋白编码基因拼接序列对鳞翅目分子系统发育关系进行了研究。与前人的结果一致,基于11个蛋白编码基因拼接序列数据所构的最大似然树支持鳞翅目,鳞翅目内各总科和各科均为单系群。与MINET ^［1］基于形态学数据的结果相同,各总科的系统发育关系为{卷蛾总科＋［螟蛾总科＋（尺蛾总科＋蚕蛾总科）］}。蚕蛾总科内各科系统发育关系类似于REGIER等［2］的结论。     

双分子荧光互补法（BiFC）精确MICOS复合物精细结构

在真核细胞中,线粒体是能量合成与物质代谢的重要场所。线粒体是双层膜细胞器,内膜向内折叠形成嵴,其中MICOS复合物对于线粒体嵴的形成起着重要作用。Mic60、Mic19和Mic10是MICOS复合物核心组成蛋白。采用双分子荧光互补技术(BiFC,bimolecular fluorescence complementation)方法在活细胞中直接观察研究MICOS复合物中各组成蛋白之间的相互作用关系。发现Mic60可以与Mic19发生较强的相互作用,而Mic60与Mic10的相互作用较弱。     

基于线粒体控制区变异的水牛群体遗传分析

为探讨沼泽型水牛与河流型水牛之间的线粒体D-loop区差异与进化关系,对26头广西本地水牛、8头贵州贵阳水牛、11头广西水牛与河流型水牛杂交后代、9头尼里拉菲和12头摩拉水牛(共5个群体66头水牛个体)的线粒体全长D-loop序列进行了扩增测序分析.结果发现66头水牛912 bp的D-loop多重序列比较有147个多态位点,形成58个单体型,沼泽型水牛与河流型水牛单体型明显分成2簇.以牛为外群构建的单体型进化树显示,沼泽型与河流型水牛分成明显2大支,河流型水牛聚成1支,而沼泽型水牛内部又分成2个侧支.通过Median joining net-work分析亦发现3个不同的簇,与进化树分析结果一致.对该区碱基错配分布分析表明,水牛群体在历史上发生2次独立的群体扩增事件.为进一步验证试验结果,从GenBank下载了211条水牛D-loop序列与笔者研究获得的序列整合分析,在共有序列878 bp区域中,包含了158个多态位点和129个单体型,以牛为外群的进化树分析与单体型网络分析表明,沼泽型水牛分成2簇,所有的河流型水牛聚集成紧密的1簇.碱基错配分布分析结果呈现2个明显的峰,进一步推断水牛群体在历史上发生过2次较大的群体扩增事件.综合上述研究结果推断,沼泽型水牛与河流型水牛来自不同的家养化事件,沼泽型水牛起源于中国,其祖先可能存在2个基因池.     

紫貂线粒体基因组全序列结构及其进化

利用PCR方法和直接测序技术获得的紫貂线粒体基因组全长为16523bp,包含13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因和1个非编码基因控制区(D-Loop区),碱基组成为A32.0%、C27.6%、G14.7%、T25.8%;在编码蛋白质基因的密码子第3位点处具有AC高偏向性(72.6%),并且频繁利用不完全终止密码子T或TA(7个)。将紫貂线粒体基因组序列提交到GenBank,并获得检索号为FJ429093。结合GenBank中已公布的鼬科其他6种动物的线粒体基因组全序列及貂属6种D-Loop区部分序列,分别以虎和狗獾为外类群,应用最大简约法构建鼬科和貂属物种的系统进化树。结果表明:鼬科7个物种分成3大支系,分别为水獭亚科和臭鼬亚科群、日本貂和貂熊群以及紫貂和狗獾群,说明鼬科并非是一个单系群,紫貂与鼬科中的獾亚科亲缘关系较近,而与貂属中的美洲貂和石貂亲缘关系最近。     

基于线粒体基因组的穿山甲系统发育研究

利用已测定的中华穿山甲线粒体基因组全序列,结合从GenBank中获得的30种哺乳纲动物的线粒体基因组全序列,以针鼹（Tachyglossus aculeatus）和鸭嘴兽(Ornithorhynchus anatinus)为外群,以最大简约法(MaximumParsimony,MP)和贝叶斯推论法(Bayesian Inference,BI)重建了分子系统树。结果表明,在重建的MP和BI系统树中,中华穿山甲和食肉目为姐妹支,支持中华穿山甲和食肉目为姐妹群的观点。     

一种改良的水稻细胞质基因组制备方法

 水稻叶绿体和线粒体基因组较小,且均被测序清楚,可以作为研究细胞质遗传的良好材料,而如何快速有效地分离纯化获得高产量和高质量的细胞质基因组是从DNA水平上研究细胞质遗传变异的前提条件。本研究结合了蔗糖密度梯度离心法-全基因组DNA扩增法(whole genome amplification,WGA),对细胞质基因组的制备进行了改良。改良后的方法仅使用20g的水稻叶片,即可在2d时间内得到浓度达300ng/μL以上,总量达40μg以上的高纯度(OD260/280值为18~20)、完整的叶绿体DNA (chloroplast DNA,cpDNA)和线粒体DNA (mitochondrial DNA,mtDNA)。该法制备的细胞质基因组可以满足多种细胞质基因组实验的要求,包括Solexa全基因组测序技术的要求。     

榨菜线粒体DNA的提取

利用蔗糖衬垫法从榨菜胞质雄性不育系及保持系中分离出了线粒体DNA,琼脂糖凝胶电泳及紫外分光光度分析表明,所提取的DNA可用于后续的研究工作,即作为PCR模板,进行榨菜胞质雄性不育相关特异片段扩增及RAPD。     

蒙古羊线粒体DNA限制性片断长度多态性研究

用ＡｐａⅠ等１５种识别６碱基的限制性内切酶研究了２０只蒙古羊的ＲＦＬＰ。结果表明,在所研究的个体中共检测到３２个酶切位点,１６种限制性态型,其中Ｂｇ１Ⅰ表现出多态,ＸｈｏⅠ无切点。１６种限制性态型可归结为２种基因单倍型,即单倍型Ⅰ（Ｂｇ１Ⅰ－Ａ）、单倍型Ⅱ（ＢｇⅠ－Ｂ）。线粒体ＤＮＡ多态度π值为０．０１３％,表明蒙古羊线粒体ＤＮＡ多态性比较贫乏。