用叶片和种子DNA对玉米M5P型与YⅡ-1型雄性不育细胞质进行归群

利用GenBank上公布的玉米T、C、S群不育细胞质线粒体DNA特异基因T-urf13、atp6-C、orf355的片段序列设计引物,以玉米自交系B77、U8112和150为核背景的3组同核异质系(N、T、C、S、M5P型和YⅡ-1型)叶片总DNA和种子总DNA以及线粒体DNA为模板,经PCR扩增对新型雄性不育胞质MP型和YⅡ-1型进行归群研究.结果表明:①M5P型和YⅡ-1型不育胞质的PCR扩增产物与T群、S群有很大差别,与C群不育胞质的PCR扩增结果相同,M5P型和YⅡ-1型不育胞质可归为C群;②设计的胞质鉴定特异引物以从叶片中提取的总DNA和从种子中提取的总DNA为模板扩增,与以线粒体DNA为模板扩增的结果一致,表明只要提取基因组总DNA就可以用于玉米胞质类型的归群;③基于PCR策略用玉米胞质特异引物对胞质进行归群,不受供试材料核背景的影响.     

油菜细胞质雄性不育与线粒体基因组研究进展

细胞质雄性不育作为杂种优势利用的重要途径之一,为芸薹属植物杂交育种提供了简单、高效的制种途径。近年来,在油菜中已经发现和报道的细胞质雄性不育胞质类型已有十余种,很多不育胞质的线粒体基因组测序工作已经完成。目前,对不同细胞质雄性不育基因的研究、线粒体基因组测序和胞质类型的分类研究都有一定的进展。本文主要对油菜不同胞质类型线粒体基因组的测序及应用和细胞质雄性不育机理的研究进行了总结与展望。随着分子生物学和测序技术的发展,对不同胞质类型的分类和不育机理的研究将帮助我们更好地认识和利用细胞质雄性不育。     

用叶片和种子DNA对玉米M5P型与YⅡ-1型雄性不育细胞质进行归群

利用GenBank上公布的玉米T、C、S群不育细胞质线粒体DNA特异基因T-urf13、atp6-C、orf355的片段序列设计引物,以玉米自交系B77、U8112和150为核背景的3组同核异质系(N、T、C、S、M_5P型和Y_Ⅱ-1型)叶片总DNA和种子总DNA以及线粒体DNA为模板,经PCR扩增对新型雄性不育胞质M5P型和YⅡ-1型进行归群研究。结果表明：①M_5P型和Y_Ⅱ-1型不育胞质的PCR扩增产物与T群、S群有很大差别,与C群不育胞质的PCR扩增结果相同,M_5P型和Y_Ⅱ-1型不育胞质可归为C群;②设计的胞质鉴定特异引物以从叶片中提取的总DNA和从种子中提取的总DNA为模板扩增,与以线粒体DNA为模板扩增的结果一致,表明只要提取基因组总DNA就可以用于玉米胞质类型的归群;③基于PCR策略用玉米胞质特异引物对胞质进行归群,不受供试材料核背景的影响。     

油菜细胞质雄性不育与线粒体基因组的研究进展

芸薹属植物作为十字花科经济价值最大的属种,不仅包含甘蓝型油菜、芥菜型油菜等油料作物,而且还包括白菜、甘蓝、芥菜等十字花科蔬菜。细胞质雄性不育作为杂种优势利用的重要途径之一,为芸薹属植物杂交育种提供了简单、高效的制种途径。近年来,在油菜中已经发现和报道的细胞质雄性不育胞质类型已有十余种,很多不育胞质的线粒体基因组测序工作已经完成。目前,对不同细胞质雄性不育系不育基因的研究工作、线粒体基因组测序和胞质类型的分类研究都有一定的进展。本文主要对油菜不同胞质类型的线粒体基因组的测序及应用和细胞质雄性不育机理的研究进行了总结与展望。随着分子生物学和测序技术的发展,对不同胞质类型的分类和不育机理的研究将帮助我们更好地认识和利用细胞质雄性不育。     

水稻CMS产量组分的核质互作遗传效应研究

对不育系的遗传构成的剖析表明，不育系一般配合力由不育胞质配合力，不育胞核配合力和核质互作配合构成；不育胞质基因组通过胞质配合力，与不育胞核的互作，与恢复胞核的互作以及与不育胞核和恢复系的二级作四种遗传机制影响杂交稻组合性状的表现，供试三种不育胞质基因组有产量组分配合力上的差异，以Ｋ型胞质产量组分配合力较好，胞质配合力在不育系配合力构成中随性状的不同有０－５１％的相对重要性，进一步提高不育系的配合力     

棉花不同类型不育系网室蜜蜂传粉制种研究

利用自育的胞质不育系、引进核不育系及其亲本,在网室隔离条件下进行蜜蜂传粉试验,研究表明：繁育胞质不育系、核不育系种子产量的差异不大,核不育系X1139显著高于胞质不育系X海岛棉恢复系1304R的制种种子产量,胞质不育系中不同的不育系亲和力不同,制种产量各有不同;制种产量受蜜蜂造访频率、亲本亲和力等因素影响。     

K型杂交水稻的选育与研究

利用粳籼杂交后代出现的不育株作细胞质雄性不育供体，先后育成了Ｋ青Ａ、Ｋ１９Ａ和Ｋ１７Ａ等籼型不育系。育成的Ｋ型杂交水稻新组合已有５个通过四川省品种审定。初步研究发现，Ｋ型胞质对提高柱头外露率和开花累积率的作用明显优于ＷＡ型胞质；在可恢性及主要数量性状上的胞质效应与ＷＡ型和Ｄ型胞质差异较小。花药发育的细胞学显示Ｋ型不育系花粉败育发生在单核后期，少量花粉发生在二核期，败育花粉以典败为主。Ｋ１７Ａ和Ｋ青Ａ花药的酯酶和过氧化物酶同工酶谱与汕Ａ存在差异。随机扩增多态性ＮＤＡ（ＲＡＰＤ）分析表明Ｋ型胞质与ＷＡ型和Ｄ型胞质的线粒体基因组存在组织结构差异。     

甘蓝型油菜胞核雄性不育材料H90S的遗传研究

油菜生态型胞核不育材料H90S与甘蓝型油菜品种、隐性胞核不育和显性胞核不育材料的可育株、胞质不育保持系等测交及回交后代育性分析 表明,H90S不育性受3对独立遗传的重叠隐性基因a1,a2,a3共同控制,3对基因同时为隐性即表现不育。     

油菜细胞质雄性不育及恢复的分子机理研究进展*

对油菜来说,细胞质雄性不育决定于线粒体基因组中的不育基因,质、核基因间的互作表现在核育性恢复基因对质不育基因的表达调控上,那种认为油菜CMS的产生是简单的质核不配套、不协调的结果而完全忽略线粒体基因组中不育基因的存在与作用是不科学的。油菜CMS的产生是线粒体基因组DNA发生重排造成的,已知油菜线粒体不育基因主要有orf224、orf138|orf125、orf263、orf193、orf222等,这些基因通常与atp6、atp8或atp9等线粒体功能基因嵌合共转录,但这些基因的作用机制仍不清楚。油菜pol CMS、nap CMS和ogu CMS的育性恢复基因不直接对不育基因的转录产生作用,而表现为转录后或翻译水平上的调控,使得不育基因的表达受到抑制而恢复CMS的育性。今后一段时间油菜CMS相关研究重点在于分析不育基因的结构特征与来源,在此基础上阐述不育基因的作用机理以及育性恢复的分子机制。     

杂交水稻不同细胞质源的配合力分析

 以6个恢复系做测验系,用系×测验系分析法比较了水稻4个同核异质系[珍汕97B,D(汕)A,G(汕)A和W(汕)A]主要性状的配合力。胞质一般配合力方差(GCA)和特殊配合力方差(SCA)表明,在所测性状中,胞质基因对11个性状、核质互作对6个性状效应明显;不育胞质对多数性状表现负效应,可育胞质表现正效应;大多数性状的核基因组变异大于胞质基因组变异。不育胞质的一般配合力负效应可通过一些育种途径予以降低,胞质基因组是水稻目标性状改良的重要遗传资源。     

玉米GDS细胞质雄性不育系的分类研究

利用恢复专效性测定和PCR归类两种方法研究了新选育的GDS细胞质雄性不育系的类型。两种分类方法结果一致,表明GDS属于C型不育胞质。根据测验种的育性基因型推断GDS不育系的核基因型为rf1rf1rf2rf2rf3rf3rfCrfC。     

An efficient approach for obtaining plant organelle genomes

Plant organelle (plastid and mitochondrial) genomes contain substantial information for plant evolution and adaptation. Therefore, it’s important to reveal plant whole-genome sequences including plastid and mitochondrial genomes. To decode these sequences, it is required to efficiently separate organelle genomic DNA from nucleus genome, which is difficult and laborious. In this study, an efficient procedure was established to obtain plant organelle genomes without extraction of plastid and mitochondria. Organelle DNA was extracted from three materials including Sinapis arvensis var. ‘Yeyou 18’, a cytoplasmic male sterile line (Nsa CMS) and its corresponding maintainer line ‘Zhongshuang 4’. DNA was sequenced by Roche 454 FLX+ and Illumina Miseq platforms. Organelle genomes were assembled using the generated reads and public organelle genome sequences. This research presented a procedure that efficiently assembled organelle genomes and subsequent fill gaps by extending the consensus contig terminals. This method enabled us to assemble plant plastid and mitochondrial genomes simultaneously. The obtained organelle genomes could accelerate understanding of mitochondrial rearrangements and laid a foundation for further study of Sinapis arvensis evolution and sterility gene of Nsa CMS.     

辣椒胞质雄性不育系CaNAD9线粒体基因的克隆及表达分析

为了深入研究辣椒胞质雄性不育与能量代谢之间的关系,本研究以辣椒胞质雄性不育系9704A和同型保持系9704B为实验材料,克隆了线粒体基因组CaNAD9基因,比较了其一级结构在2种材料间的差异,利用实时荧光定量PCR技术分析该基因在保持系9704B不同组织中的表达模式,以及胞质雄性不育系9704A与同型保持系9704B花蕾不同发育时期的表达差异。结果表明:通过对双向测序进行分析,辣椒CaNAD9基因CDS长度为573 bp;生物信息学分析表明CaNAD9基因编码190个氨基酸残基;CaNAD9基因转录本在不育系和保持系中均未发生RNA编辑;辣椒CaNAD9基因在不同组织中的表达量存在差异,且差异较为明显,其中在种子中的表达量最高,在胎座中的表达量最低;辣椒CaNAD9基因的表达量在胞质雄性不育系与保持系花蕾不同发育阶段中存在一定差异,在花粉母细胞减数分裂期辣椒胞质雄性不育系与同型保持系中的表达差异最为显著。这种差异可能会使雄性不育系的能量代谢出现异常,从而导致辣椒雄性不育。     

利用cDNA-RAPD方法筛选与V型小麦细胞质雄性不育育性相关的线粒体转录产物的研究

为了研究V型细胞质雄性不育小麦的不育机理,以V型细胞质雄性不育小麦的一套近等基因系为材料,利用cDNA-RAPD方法对不育系、保持系和杂种F1线粒体RNA进行了比较分析.共用了284个引物,有104个引物在不育系和保持系间存在扩增差异,22个引物在不育系和杂种F1间存在扩增差异,找到了一个在不育系中特异表达的差异片段S238999,Northern杂交证实该片段在不育系、保持系和杂种F1的转录的确有差异,它的转录本丰度随着恢复基因的导入明显降低,表明该片段与V型小麦细胞质雄性不育具有一定的相关性.通过NCBI数据库的同源性比对,发现该片段仅与一个Hordeum vulgare基因组DNA片段有84 bp的同源序列,表明这是一个新的可能与V型小麦细胞质雄性不育相关的序列.     

水稻光温敏核不育系B06S不育基因的遗传研究

利用混合分布理论对水稻新资源光温敏核不育系B06S不育性状的主基因进行了分析,结果表明：B06S受一对主效核基因控制,且该基因遗传效应较大。     

Development and Application of SCAR Markers for Discriminating Cytoplasmic Male Sterile Lines from Their Cognate Maintainer Lines in Indica Rice

The DNA fragments about 1 600 bp were amplified using random amplified polymorphism DNA (RAPD) primer OPA12 with the templates of mitochondrial DNA of Zhenshan 97A and Zhenshan 97B,and were sequenced.The nucleotide sequences and lengths of the fragments from Zhenshan 97A and Zhenshan 97B showed no difference.The precise length of the fragment was 1 588 bp.Sequence characterized amplification region (SCAR) primers were then developed to discriminate the cytoplasmic male sterile (CMS) lines and their maintainer lines.A specific 1 588 bp fragment could be amplified with SCAR primers,CHI19F2/CHI19R2 and CHI20F3/CHI23R3,in the mitochondrial DNA of Zhenshan 97A,but not Zhenshan 97B.Furthermore,the specific fragment could be also amplified from the total DNA from green leaf tissues of Zhenshan 97A with SCAR primers,but not Zhenshan 97B.With the corresponding primers,the specific fragment could also be amplified from the total DNA of green leaves of other two CMS lines with wild abortive type cytoplasm (CMS-WA),namely Zhenpin A and Tianfeng A,but not in their maintainer lines.Moreover,using total DNA as template,each of the four pairs of SCAR primers could also be used to amplify the 1 588 bp fragment in CMS-ID (Indonesia paddy type) line Ⅱ-32A,but not in II-32B,and the specific fragment was amplified from the DNA of both F1 and F2 seedlings of Shanyou 63.The results of detecting the genetic purity of a man-made mixture of the seeds of Zhenshan 97A using CHI20F3/CHI23R3 were completely consistent with the phenotypes.Taken together,these results indicated that the specific 1 588 bp-fragment amplified by CHI20F3/CHI23R3 was the unique amplification products of CMS mitochondrial DNA,and could be used to distinguish CMS-WA and CMS-ID lines from their corresponding maintainer lines at the seedling stage.     

分子标记辅助选择Pi9基因改良水稻不育系桃农1A稻瘟病抗性

以籼稻品系75-1-127为广谱持久抗稻瘟病基因Pi9的供体亲本,先后以三系保持系桃农1B及其不育系桃农1A为受体亲本,利用Pi9基因内共显性InDel标记CoInDF₁R₂开展MAS回交育种以定向改良桃农1A稻瘟病抗性。分子标记CoInDF₁R₂在75-1-127基因组中扩增出1条大小为354 bp的条带,而在桃农1B和桃农1A基因组中扩增条带大小约为470 bp。分别以75-1-127与CO39作为抗病对照与感病对照进行室内人工接种,得到桃农1A、桃农1B及其改良不育系和保持系的抗菌谱,结果显示,75-1-127的抗性频率为86.67%,桃农1A与桃农1B的抗性频率均为6.67%,而改良不育系桃农1A-Pi9及其保持系桃农1B-Pi9的抗性频率同75-1-127,且田间病圃表现高抗苗瘟。经田间不育特性、农艺性状与产量结构调查分析,育成1个高抗稻瘟病、不育性彻底且稳定、柱头外露率高、包颈粒率低、农艺产量性状优良的新不育系桃农1A-Pi9-1及其配套保持系桃农1B-Pi9-1,实现了桃农1A稻瘟病抗...     

甘蓝型油菜雄性不育三系选育的遗传研究

本文就单低雄性不育系和恢复系的转育,雄性不育系胞质基因类型对杂种恢复率的影响,以及三系种质基因在杂种中遗传效应的研究,提出了低芥品质和恢复基因是易获得的,而不育系和恢复系的优良性状、不育系的稳定性和恢复系的配合力却是应着力选育的。在恢复系繁育中,考虑到生物学混杂问题,应用细胞质为“S”类型的恢复系要比“N”类型恢复系再繁殖用于制种,杂种F1恢复率高25-51.5％。由于不育系和带有不育胞质恢复系的细胞质基因“S”,不育系和保持系的细胞核基因“rfrf”,恢复基因“RfRf”在杂种中均存在一定的遗传效应。所以,在选育强优势组合时应注意“三系”种质基因优良性状的选育。     

玉米雄性不育K932MS不育株和可育株生理生化特性的比较研究

通过比较分析K932MS中不育及可育花药不同发育时期的可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量及过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性差异,探讨其败育的生理生化机制。结果表明,不育花药中可溶性糖、可溶性蛋白含量在造孢细胞时期、花粉母细胞时期、二分体和四分体时期均显著低于可育花药,游离脯氨酸含量二分体和四分体时期显著低于可育花药;不育花药中CAT活性在造孢细胞时期显著高于可育花药,在花粉母细胞时期和四分体时期显著低于可育花药;SOD活性在花粉母细胞时期显著高于可育花药,在二分体和四分体时期都显著低于可育花药;POD酶活性在造孢细胞时期和四分体时期显著高于可育花药。造成K932MS败育的原因可能是由于不育花药中营养物质的严重不足,同时不育花药的CAT和SOD活性降低、POD活性升高,不利于花药的正常生长发育。