基于核苷酸测序揭示辣椒CMS线粒体基因组结构变异

背景:胞质雄性不育(CMS)是由于线粒体基因组突变导致无功能性花粉产生的一种现象。对CMS和非CMS线粒体基因组的比较分析,揭示线粒体基因组间结构差异及因重组导致的广泛性重排具有重要意义。然而,在辣椒中与CMS相关的线粒体基因组结构及DNA重排机制仍不清楚。结果:获得了辣椒CMS FS4401(507 452 bp)和可育系Jeju(511 530 bp)线粒体完全基因组序列。并对辣椒、烟草线粒体基因组进行了比较分析,发现其均存在广泛的DNA重排和低保守性的非编码DNA区。FS4401和Jeju线粒体基因组比较发现,除了FS4401线粒体基因组中多了一个atp6(ψatp6-2)基因拷贝外,线粒体所有蛋白编码基因都一致。在基因组结构方面,发现两个线粒体基因组上的18个同线性序列区在基因组上存在重排,这些同线性序列区之间的序列总长度分别为30 380(FS4401)和17 847 bp(Jeju)。此前报道的CMS候选基因、orf507和ψatp6-2均位于FS4401最大特异序列片段的边界,在此区间大量的短序列片段聚集在一起,而Jeju中这些短序列表现为缺失或存在于不同的位点。连接序列片段的重复序列和重叠序列(由少数几个核苷酸组成)暗示同源重组导致的广泛性重排可能涉及到该区段的序列进化。本研究还利用其他植物种类的线粒体DNA序列进行分析,揭示CMS相关基因DNA区段的共同特征。结论:辣椒CMS和雄性可育系线粒体基因组大部分序列表现出一致性,但存在大量的基因组重排现象。辣椒CMS候选基因位于高度重排的CMS特定DNA区域的边界或重复序列附近。通过对其他物种CMS相关基因的特征分析,揭示出可能涉及到CMS相关基因进化的共同机制。     

植物细胞质雄性不育的研究进展

细胞质雄性不育(CMS)是植物普遍存在的一种现象,在生产应用与基础研究中具有显著优势。利用CMS雄性不育系进行杂交制种是当前杂种优势利用的有效途径,具有F1纯度高、制种简单、亲本不易流失等优点。本文综述了细胞质雄性不育分子机理的研究进展,讨论了叶绿体基因组(cp DNA)及线粒体基因组(mt DNA)与细胞质雄性不育的关系,为以后植物雄性不育及其育性恢复基因的研究提供理论参考。     

植物线粒体热激蛋白的生物学功能

线粒体热激蛋白具有分子伴侣活性,与植物耐热性和耐冷性有关,对逆境条件下植物氧化磷酸化的电子传递具有保护作用。现就植物线粒体热激蛋白生物学功能的研究进展作简要介绍,并对今后此领域的研究作以展望。     

甘蓝胞质雄性不育系育性相关线粒体DNA片断的克隆及序列分析

以甘蓝结球期叶球内叶为试材,利用PCR方法在甘蓝新型胞质雄性不育材料CMS451的线粒体基因组中扩增出与细胞质雄性不育相关的片断,并克隆测序.结果表明:该片断和NCBI发布的Ogura胞质不育系特异片段高度同源,说明CMS451的不育机理与Ogu-CMS相似,也反映了CMS基因的相对保守性.     

植物呼吸作用关键基因交替氧化酶的研究进展

交替氧化酶(alternative oxidase,AOX)是线粒体电子传递链上的末端氧化酶之一,它广泛存在于高等植物及一些真菌和原生生物中。当线粒体细胞色素途径受到抑制时,AOX可缓解线粒体中的电子传递过程,通过直接将O_2还原为H_2O来提供能量以维持必需的代谢平衡。AOX在植物应激耐受中起着重要作用,同时又与细胞呼吸及光合作用有关,并受到多种代谢产物和信号的诱导。目前,AOX的研究逐步深入,相关成果也比较突出,但对其研究结果的综述性报道较少。该文对AOX的结构和最新研究进展进行总结,为AOX的研究提供参考依据。     

植物生长调节剂在种质离体保存中的研究进展

植物种质资源的保存研究对于生物多样性的保护和植物生物技术的研究均具有十分重要的意义.对几种植物生长调节剂在植物种质资源离体保存方面的研究概况进行了综述.     

平菇线粒体微细结构的研究

线粒体是真核细胞中存在的一种重要的细胞器,又是生活细胞的能量中心。对酵母菌以及动、植物细胞线粒体微细结构的研究,指出:它是由双层膜(内膜和外膜)构成,由内膜形成许多嵴,嵴上又有许多排列整齐的颗粒突起称做基粒(F_0F_1复合物),这些颗粒是内膜上的蛋白质分子,造成内膜蛋白质含量上高于外膜。近年来由于食用菌生产的发展,对食用菌细胞及细胞器的微细结构研究正在兴起。据报道,食用菌线粒体在细胞中数量以及功能状态是关系着食用菌的产量,它与子实体收获量成正相关。食用菌线粒体也是进行生理功能的重要细胞器。因此,我们     

葫芦科作物线粒体和叶绿体基因组研究进展

线粒体和叶绿体均是植物细胞生命活动中十分重要的细胞器,其基因组独立于核基因组,表现为半自主遗传特性。葫芦科作物线粒体是目前已知植物线粒体基因组中最大、最复杂的,而叶绿体基因组却相对保守。本文使用葫芦科作物中目前已测序的线粒体和叶绿体基因组序列,通过对葫芦科作物线粒体和叶绿体基因组的结构特点、基因含量、内含子、RNA编辑、重复序列、水平基因转移等方面比较分析,重点介绍了葫芦科甜瓜属线粒体基因组父系遗传研究进展和叶绿体基因组在葫芦科作物系统发育中的应用等热点问题,以期为更好地解析葫芦科作物线粒体和叶绿体基因组的进化、遗传方式差异等科学问题奠定基础。     

植物花色苷抗逆性作用研究进展

花色苷是植物体内重要的水溶性色素,广泛分布于植物的根、茎、叶、花和果实等器官中,对植物适应和抵御不良环境具有重要意义.现就花色苷在植物抗逆性方面的作用进行总结概述,着重阐述了花色苷在适应和抵御强光、低温、干旱和病虫害等不良环境条件方面的研究进展,以期为进一步开展花色苷研究提供参考.     

与植物生理学有关的重要研究进展

综述了2009年《Nature》和《Science》中,在植物生长物质、光合作用、花器官和植物免疫等方面与植物生理学有关的重要研究论文和研究进展。