果树自交不亲和机制研究进展

苹果、梨等果树均具有典型的配子体型自交不亲和性,该性状是由单一位点(S-locus)上的分别控制花柱和花粉特异性的复等位基因(S-allele)所决定的。其中,控制花柱自交不亲和性的决定因子被确定为S-RNase,而花粉决定因子则可能是由SLF(S-locus F-box)/SFB(S-haplotype-specific F-box)控制。以蔷薇科果树和芸香科果树为例,从自交不亲和反应雌、雄决定子的发现、自交亲和突变机制研究、S-RNase介导的花粉管信号转导,以及自交亲和种质在果树育种中的应用等方面综述果树自交不亲和机制研究进展,以期为后续自交不亲和性研究提供一定参考。     

果树自交不亲和SFB与S-RNase作用分子机制研究进展

综述了蔷薇科果树自交不亲和性分子机制的相关研究进展,对果树自交不亲和关键基因SFB与S-RNase的生物合成与表达,序列结构特点及对应功能、作用机理及其在花柱传输组织中的相互作用等方面进行了总结,并在此基础上提出了改进修正抑制子假说的相互作用机理,以期为开展果树自交不亲和分子机制的深入研究提供基础资料。     

果树自交不亲和性的遗传与生理机制及其研究

在简要介绍植物（包括果树）自交不亲和性与生理控制机制的基础上，着重对梨、苹果、杏等果树自交不亲和性的研究进行了综述，内容包括花柱内花粉管生长特点、花柱S糖蛋白的特性与作用机理以及果树自交不亲和的分子生物学研究，并提出了该领域有待研究的问题。     

果树自交不亲和性的遗传与生理机制及其研究

在简要介绍植物（包括果树）自交不亲和性与生理控制机制的基础上，着重对梨、苹果、杏等果树自交不亲和性的研究进行了综述，内容包括花柱内花粉管生长特点、花柱S糖蛋白的特性与作用机理以及果树自交不亲和的分子生物学研究，并提出了该领域有待研究的问题。     

果树自交不亲和花粉S基因研究进展

果树自交不亲和属于配子体自交不亲和,配子体自交不亲和至少由S位点的花柱S基因和花粉S基因2个基因决定,花柱S基因已被确定为S-RNase基因,而花粉S基因研究在近年才取得进展,一个在花粉中特异表达的基因SFB(Shaplotype-specificF-boxprotein)被发现,并且多方面的证据表明该基因是花粉S基因的最佳代表。就花粉S基因的筛选、该基因的结构特点、可能的作用机理等方面的研究进展予以综述。     

花粉萌发特性对扁桃不亲和强度差异的影响

以新疆主栽扁桃8个品种和10个杂交组合为对象,研究其自交以及杂交组合的花柱离体培养花粉管的生长情况,花柱蛋白浓度对不同品种花粉的萌发生长抑制作用的影响,并分析其对扁桃自交不亲和性影响的强度差异。结果表明:在花柱1/3处的花粉管数量差别较小,而在花柱1/2处花粉管数量显著不同。花柱蛋白在低浓度下对花粉萌发和伸长没有抑制作用,蛋白浓度超过2.0μg/μL时才发生轻微的抑制作用,并且随蛋白浓度的升高抑制作用增强,表明高浓度的花柱蛋白比低浓度的花柱蛋白更能诱导不亲和的发生。     

新疆野扁桃六个新S-RNase基因的克隆和序列分析

以我国闻名于世的珍稀野生果树新疆野扁桃为试材,利用蔷薇科果树自交不亲和性通用引物组合,采用S-RNase等位基因PCR扩增,RT-PCR和RACE等技术方法,克隆了新疆野扁桃不同株系的S-RNase基因,以期为新疆野扁桃自交不亲和分子机理的进一步研究提供基本的资料。结果表明:从新疆野扁桃不同株系中克隆鉴定出了6个新的S-RNase基因,分别命名为PteS_(10)(GeneBank登陆号:KJ755352),PteS_(11)(GeneBank登陆号:KJ755353),PteS_(12)(GeneBank登陆号:KJ755354),PteS_(13)(GeneBank登陆号:KJ755355),PteS_(14)(GeneBank登陆号:KJ755356)和PteS_(15)(GeneBank登陆号:KJ755357);并对这6个新基因进行了序列生物信息学分析,为基于新疆野扁桃自交不亲和特性的遗传改良以及分子调控模式奠定试验基础。     

甘蓝自交不亲和系、自交系花粉、柱头蛋白质的等电聚焦电泳和游离氨基酸分析

结球甘兰(Brassica oleracea L. var. capitata)自交不亲和系的测定,通常是用田间自交法来进行,这种方法费工费时。自建立了用水溶性苯胺蓝显示花柱中花粉管的技术后,又逐渐发展了利用荧光染色法快速测定自交不亲和性的方法。此法根据柱头上花粉萌发的数量确定不亲和程度,尚欠精确。研究表明,孢子体自交不亲和系统的花粉与柱头的识别机制是由S等位基因编码的S蛋白质决定的。美、英、日等国已先后分离鉴定出了这类S蛋白质。本试验旨在通过对甘蓝自交不亲和系及自交系花粉、柱头的蛋白质和氨基酸组分的分析,探讨利用蛋白质特性来快速测定植物孢子体型自交不亲和性的可能性。 材料与方法 试材采用西南农大园艺系蔬菜育种教研室选育的甘蓝自交不亲和系‘二乌叶86057’、‘北黑大86035’,二系统均是多代自交、高度稳定的自交不亲和系,1983年以来田间自交亲和指数均接近于0;自交系‘虹桥86047’,该材料也为多代自交,但亲和性稳定,1986年田间自交亲和指数达13.06。 等电聚焦电泳和氨基酸分析均测试“花粉”(P)、“柱头”(S)和“受粉后柱头”( P S)三项。花粉:取自开花前套袋隔离的花枝;枝头:隔离袋内,开花前1-2天彻底去雄,     

‘金坠梨’自交亲和性突变机制的初步研究

 自交不亲和性品种鸭梨的芽变品种‘金坠梨’自花授粉能结实, 但其自交亲和性突变机制至今不祥。本研究结果表明, 鸭梨自花授粉结实率仅2% , 自花花粉管在花柱中上部已经停止生长, 而金坠梨自花授粉结实率高达76% , 自花的花粉管能正常生长至花柱基部; 鸭梨花柱能够接受金坠梨花粉并受精结实, 而金坠梨花柱却与鸭梨花粉杂交不亲和; 进一步鉴定出了鸭梨和金坠梨基于S-RNase基因的S基因型, 发现两者S基因型相同, 均为S₂₁S₃₄ ; 通过克隆两品种S-RNase基因cDNA全长序列并进行比较分析发现, 该两品种的1对雌蕊S-RNase基因在核苷酸序列上完全相同, 且S-RNase基因均正常表达, 表达量没有明显差异, 从分子水平上证实了金坠梨在花柱方面和鸭梨并无差异, 可能是花粉S 基因发生突变, 导致了自交不亲和性功能的丧失, 表现出自花授粉能够结实。     

植物配子体型自交不亲和性作用机理研究进展

自交不亲和性(SI)常见于雌雄同株植物,是显花植物特有的一种自我识别能力和防止近亲繁殖增加变异的遗传机制,根据遗传控制方式可分为配子体型(GSI)和孢子体型(SSI),但由于对GSI的认识仍局限于雌蕊方面,仅了解SI反应两端的结果,对其复杂的反应过程尚未明确,如植物通过什么机制使雌雄S基因共同进化。此外,高等植物SI反应的信号系统仅揭示最初导致花粉管停止生长的原因,而导致花粉管死亡的机理尚属于空白。因此,今后应该从基因和蛋白水平研究分析亲和突变体材料与自交不亲和材料的成熟花粉及其花柱蛋白表达谱,并利用MALDI-TOF质谱鉴定差异蛋白,从中选出候选差异基因,进而揭示SI的作用机理。