生殖生长期烟草orf25基因的表达和ATP酶活性分析

为探讨烟草orf25基因与雄性不育性的关系,以处于生殖生长期的烟草雄性不育系MS革新3号及其保持系革新3号为研究材料,运用荧光定量技术测定orf25基因的表达量,同时测定ATP酶活性。结果表明,orf25基因在保持系不同器官中的表达量比不育系的相对较高,而在同一材料中,orf25基因在花器官中的表达量最高,叶片次之,根部表达量相对较低;ATP酶活性也是保持系的比不育系的相对较高,而在同一材料中,花器官中的ATP酶活性也最高,而叶与根之间则无显著差异。相关性分析表明,同一器官中orf25基因的表达量与ATP酶活性之间存在着极显著的正相关。     

PchsA驱动的烟草orf25基因表达载体构建及遗传转化

为研究orf25基因的功能及其与烟草雄性不育性的相关性,通过PCR方法从质粒p UC57-Pchs A中扩增了花特异性启动子Pchs A,并以其取代植物表达载体p BI121中的组成型启动子Ca MV35S,然后将orf25基因插入到Pchs A启动子下游,构建由Pchs A启动子驱动的orf25基因表达载体,测序结果显示植物表达载体p BI121-Pchs A-orf25构建成功。将该表达载体导入根癌农杆菌LBA4404中,采用根癌农杆菌介导法遗传转化雄性不育烟草MS革新3号,共获得76株转基因烟草植株,经PCR鉴定,转基因阳性植株为18株,转化率为23.7%。研究结果证明目的基因orf25已整合到烟草基因组中,为进一步探究该基因的功能及其与烟草雄性不育性的关系奠定了基础。     

烟草ATP合酶F_0部分4个亚基基因转录本编辑位点分析

RNA编辑是高等植物线粒体基因转录后表达调控的一种重要方式。为探究ATP合酶F_0部分的4个亚基基因与植物雄性不育性的关系,本研究以3个烟草雄性不育系(MS中烟90、MS云烟85和MS K326)及其同型保持系为供试材料,比较分析atp6、atp9、orf25和orf B线粒体基因转录本的编辑位点。结果表明,orf25和orf B基因转录本在不育系和保持系中发生的编辑位点是一致的。atp6基因在不育系中未发生编辑,在保持系中共有6处发生了RNA编辑。与保持系相比,atp9基因在不育系中除8处共同的C→T编辑外,还缺少2个C→T的特异编辑位点,其中1个导致氨基酸类型的改变。推测不育胞质因缺少特异的线粒体基因转录本编辑而导致烟草的细胞质雄性不育。     

圆齿野鸦椿大小孢子发生及雌雄配子体形成

[目的]植物胚胎形成及发育过程与其种子的饱满程度、发芽率息息相关,旨在从胚胎学方面解释圆齿野鸦椿空籽率高、种子发芽率低的原因.[方法]于2015年5月起,在该树种接近开花时每天观察一次;开花期间,每隔几个小时观察一次,采集不同发育阶段的花芽,将其外部鳞片剥离后处理成小份,放入含70％FAA固定液中抽真空保存.采用常规石蜡制片技术,电子显微镜下拍照,观察该树种大、小孢子发生和雌、雄配子体形成过程.于开花期,将当天开放的新鲜花朵及其花药用双面胶处理后喷金,电子显微镜下观察花粉形态,并进行拍照.[结果]圆齿野鸦椿雄蕊多为5枚,每枚含4个小孢子囊.花药壁由绒毡层、中层、药室内壁和表皮组成;在花药发育过程中,药室内壁逐渐增厚,中层逐渐吸收解体,绒毡层亦分解,为小孢子发育提供营养.小孢子四分体时期为四面体型,后发育为雄配子体;成熟花粉椭圆形,花粉粒2-细胞型.花药、花粉粒均为金黄色,花粉粒赤道面观呈长球形,具3条萌发沟,极面观呈3裂圆形,属N3P4C5类型花粉.上位子房,3室,每室横生胚珠3～4枚,中轴胎座;四分体时期子细胞多为线性排列,少为"田"字形排列,后发育为雌配子体;蓼型胚囊,七胞八核.圆齿野鸦椿雌雄配子体形成过程中,存在空腔花粉粒以及绒毡层降解异常,功能大孢子退化以及不能正常有丝分裂形成八核胚囊的现象,从而出现花粉和胚囊败育以及落花落果.[结论]胚胎发育异常是造成该树种空籽率高、种子发芽率低的主要原因之一.     

烟草orf25基因植物表达载体的构建及遗传转化

为更好地研究烟草雄性不育的机理,构建orf25基因的植物表达载体。orf25基因是ATP合成酶F(0)部分的4个亚基因之一。以雄性不育烟草MS革新3号为受体材料,利用组成型启动子Ca MV35S构建orf25基因植物表达载体,将表达载体p BI121-orf25导入根癌农杆菌LBA4404。采用根癌农杆菌介导orf25基因遗传转化MS革新3号,结果证明载体上的目的基因orf25已整合到烟草基因组中,并获得了52株转p BI121-Ca MV35Sorf25基因烟草植株,经PCR鉴定,转基因阳性植株有14株,转化率为26.9%。为下一步研究该基因的功能及其与烟草雄性不育性的关系提供依据。