水稻野败不育系与保持系线粒体DNA限制酶酶切图谱分析

采用限制酶酶切片段长度多态性（ＲＦＬＰ）分析广泛比较了水稻野败不育系及其籼型保持系线粒体ＤＮＡ酶切图谱。野败不育系与籼型保持系线粒体ＤＮＡ在组成上存在十分明显的差异。根据具有相同迁移位置与大小的片段比例判断，这２种不同细胞质线粒体ＤＮＡ顺序同源性约为３０％。分子杂交结果显示，编码功能蛋白的基因及其邻近顺序存在在相当程度的保守性。本文并对线粒体ＤＮＡ的组成变异与细胞质雄性不育的关系进行了分析与讨论。     

高等植物线粒体基因组进化分析

线粒体是进行呼吸代谢、为生命活动提供能量的细胞器;其基因组相对独立于核基因组,表现为半自主遗传特性。植物线粒体基因组较大,基因组重排、重复序列重组,以及基因获得/缺失/转移/重复等频繁发生,很大程度影响其基因的正常功能行使;同时,也增加了研究其基因功能及其基因组进化的难度。新一代测序技术降低了测序成本,数据库中测序基因组数据激增。其中,也包括大量已获得的植物细胞器——线粒体和叶绿体的基因组序列。本文使用公用数据库的线粒体基因组序列,通过对高等植物线粒体DNA序列、结构、功能基因丢失/迁入、DNA片段水平转移、重复序列及RNA编辑等方面比较分析,试图从某些侧面揭示植物线粒体基因组复杂的进化特征与过程,为解析植物线粒体基因组的进化、探讨细胞质雄性不育机制提供新证据。     

小麦T型细胞质雄性不育保持系线粒体DNA片段转化不育系的初步研究

细胞质雄性不育在植物界普遍存在,其不育机理一直是人们研究的热点。采用花粉管通道法,利用T型细胞质雄性不育保持系75-3369B线粒体的基因文库,选取其中所载外源片段较大的重组子转化T型不育系小麦75-3369A,结果重组子ME252和ME317的转化后代变成可育,表明线粒体的部分片段可以使细胞质雄性不育系的育性发生转变。     

辣椒细胞质雄性不育系和保持系线粒体DNA差异的SRAP分析

以辣椒细胞质雄性不育系21A及其保持系21B的线粒体DNA为材料进行SRAP分析,结果表明,从128对引物扩增获得了1 440条100～1 000 bp的条带,多态性位点仅有9个,占0.63%,其中7条多态性条带位于21A中;对多态性条带回收、克隆和测序分析后发现,9个克隆在GenBank中找到了相似的功能,绝大部分与能量代谢有关;利用21A中的多态性序列特点设计SCAR引物,对21A和21B的基因组DNA进行扩增验证,3对引物在21A中扩增出目的条带,表明已成功地将SRAP标记转化为SCAR标记,是新发现的与辣椒细胞质雄性不育基因相关的片段。     

甜菜细胞质雄性不育系与其保持系线粒体DNA的RAPD分析

本文对甜菜线粒体DNA的提取方法进行了改进,在不需密度梯度离心条件下即可获得高纯度的DNA。优化了甜菜线粒体的RAPD的反应条件,对细胞质雄性不育甜菜的不育系及其保持系的线粒体DNA(mtDNA)进行了RAPD(随机扩增多态DNA,randomly amplified polymorphic DNA)分析,结果表明：甜菜细胞质雄性不育系和保持系线粒体DNA之间存在丰富的多态性。     

玉米C型细胞质雄性不育系C48-2及其保持系线粒体差异蛋白分析

采用固相pH梯度-SDS PAGE双向电泳, 对玉米C型细胞质雄性不育系(C48-2)及其保持系(N48-2)单核期花药线粒体蛋白质进行了分离, 经考马斯亮蓝染色, 得到重复性较好的双向电泳图谱。PDQUEST软件可识别约260个蛋白质点, 对其中10个重复性比较好且差异表达在2倍以上的蛋白质点, 采用基质辅助激光解析分离飞行时间质谱进行肽指纹图谱分析, 然后用Mascot软件对NCBI数据库搜索, 其中2个蛋白质点被鉴定为谷氨酸脱氢酶(GDH)和依赖电压阴离子通道蛋白-1(VDAC1)。GDH的高表达会影响正常的氮代谢, 导致细胞的能量供应发生障碍, 有可能导致雄性不育; VDAC1是线粒体外膜上控制细胞通透性的蛋白, 与植物的程序性死亡密切相关。     

小麦质不育系及其保持系花药中SOD同工酶和脂质过氧化作用初步研究

对小麦Ｔ型和Ｐ型细胞质雄性不育系及保持系花药中ＳＯＤ活性、ＳＯＤ同工酶及脂质过氧化作用的研究结果表明，单核期不育系花药中的ＳＯＤ活性比保持系略低，ＳＯＤ同工酶带数与保持系相同。到二核期和三核期不育系花药中缺少一条ＳＯＤ同工酶带，ＳＯＤ活性也比保持系明显降低。不育系花药在三个发育时期的ＭＤＡ含量均明显高于保持系。同时发现在三核期不育系旗叶减少一条ＳＯＤ同工酶带。体内活性氧清除能力降低及脂质过氧化用加     

高抗黑胫病烤烟BAC文库的构建及分析

烟草是重要的模式植物。本研究利用pIndigoBAC536-S载体及Hind III限制性内切酶酶解烟草基因组DNA的方法,构建了烟草新品系14-60的细菌人工染色体(BAC)文库。该文库共包含414,720个克隆,保存在1080块384板中。随机挑选的120个烟草BAC克隆检测结果表明,外源插入片段大小为97.0～145.5 kb,平均约为123 kb,空载率极低(0),覆盖烟草基因组11倍。用烟草hem A基因、eIF4E-1基因、NtFT基因的特异引物进一步验证,该文库质量高、可用性强,为烟草黑胫病抗性基因的克隆以及其他重要农艺性状和品质性状等功能基因克隆研究提供了基础资源。     

基于棉花BAC文库的大片段核DNA的提取方法

本实验在基因组大片段DNA的提取方法上,结合棉花的特殊性,作了一些改进。即首先将幼苗进行暗培养,减少了叶绿体和酚类等物质的影响;随后在Wash buffer中加入酚结合剂PVP40(polyvinylpyrrolidone),较好地去除了棉酚等次生物质的干扰;另外在细胞核分离过程中,增加了低速稍离心去沉淀的步骤但之前不需要过滤,较好地去除了不溶性杂质。此方法所提取得到的棉花基因组DNA,分子量约在1Mb左右,碎片较少,基本上无蛋白质和细胞器DNA等污染。其质量完全满足构建BAC文库的要求。     

核质互作型水稻线粒体不育基因的RAPD标记筛选

通过单因素的改变对核质互作型水稻线粒体DNA的RAPD反应条件进行优化,并在最佳条件下用OPERON公司OPA～OPM系列共260个随机引物筛选水稻Ⅱ-32不育系、保持系、杂种一代线粒体DNA的差异片段,结果共获得22个差异带.其中OPH19-1800、OPJ09-400、OPJ18-1400、OPJ18-1000、OPJ20-300这几个特异片段可能与水稻雄性不育相关.我们正在     

细胞质雄性不育棉花线粒体蛋白质和DNA的分析

以哈克尼西棉细胞质雄性不育系和保持系的花药及黄化苗为材料, 分别对线粒体蛋白质和DNA进行了SDS-PAGE、 RAPD和RFLP分析。 蛋白质SDS-PAGE分析表明, 在处于败育时期的不育系花药线粒体内缺少一种约31 kDa的多肽。 RAPD分析表明, 不育系与保持系的线粒体基因组之间存在着明显的差异。 以4个线粒体基因为探针进行的RFLP分     

甘蓝型油菜辐照新不育系Mx1与Mx2及其保持系线粒体DNA的RAPD分析

Mx1和Mx2是通过辐射甘蓝型油菜瑞典品种得到的细胞质雄性不育系。采用RAPD技术对Mx1和Mx2及其保持系陕2B的线粒体DNA(mtDNA)进行了比较研究。共使用了210个随机引物,其中有163个引物在两系之间都得到了扩增产物,15个引物扩增结果在两系之间表现出了遗传多态性。Mx1和Mx2间也存在着明显的差异。     

AFLP Analysis of Mitochondrial DNA from a Cytoplasmic Male Sterility Line and its Maintainer in Pepper （Capsicum annuum L.）

Cytoplasmic male sterility （CMS） is a maternally inherited trait characterized by the inability of a plant to produce functional pollen, which is widespread among higher plants. CMS system is a valuable tool for plant brc, ders to utilize in hybrid seed production and for molecular biologists to study the interaction between nuclear and mitochondrial genomes. Investigations into the molecular mechanism of CMS in several species have revealed that the incompatible nuclear-mitochondrial interactions leading to new chimeric mitochondrial genes such as T-urfl3 for Texas male sterility cytoplasm in maize, pcfin petunia, orf522 in sunflower, orf107 in sorghum and orf244 gene in Brassica may be responsible for CMS （Dewey et al., 1986; 1987; Young and Hanson,1987; Nivison and Hanson, 1989; Kohler et al., 1991; Moneger et al., 1994; Tang et al., 1996; Handa et al., 1995; Singh and Brown, 1991）.     

甜菜胞质雄性不育系与其保持系某些酶活性的差异

以甜菜3个细胞质雄性不育系及其相应保持系为材料,对营养生长阶段叶片中的过氧化物酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酯酶活性进行了研究,结果表明：在营养生长阶段的4个时期,保持系中的过氧化物酶和酸性磷酸酯酶活性均高于其相应不育系;过氧化氢酶活性表现为在块根分化形成期,不育系中的活性高于其相应保持系,而在糖分积累期则为保持系高于不育系。     

细胞质雄性不育系稻种萌发生长的热力学及动力学比较研究

用自研制的新型热导式微热量计测定了野败型和红莲型保持系和不育系稻种萌发生长热功率－时间曲线。并讨论了保持系与不育系稻种萌发生长的热力学及动力学差异。     

小麦质核互作型雄性不育系线粒体DNA变异性的RAPD分析(英文)

在杂交小麦选育中,为了更好地利用细胞质雄性不育性,研究与不断挖掘新的不育细胞质类型及其对应育性恢复基因以改良现有不育资源至关重要.基于这一目的,本文对具有山羊草属细胞质的四类不育系线粒体DNA(mtDNA)进行了RAPD分析,分别比较了具有同一细胞质背景的山羊草、雄性不育系,以及该类不育系与恢复系组配的可育杂种F1的mtDNA的变异性.结果显示,供试山羊草与其对应细胞质雄性不育系在mtDNA上存在明显多态性,表明不育系在质核互作的影响下很可能已导致mtDNA发生变异:而不育系与对应的可育杂种F1在mtDNA上也存在多态性,同样表明育性恢复核基因对不育系进行育性恢复的过程中亦可能引起mtDNA发生相应变异;mtDNA变异很可能涉及到不育系育性本质的改变.     

Ta型玉米细胞质雄性不育材料的遗传分析

通过Co-60γ射线照射自交系昌7-2获得了Ta-CMS,利用恢保关系测定和PCR分类的方法其不育胞质进行了鉴定。以我们实验室自育或引进的包括Tr、K55、W23、B37和CML311在内的137个自交系或杂交种作测验种,与Ta昌7-2CMS和TaMo17CMS进行测交,结果表明测交材料中只有CL1325、P138和＂农大80/大刍草杂种＂的测交后代稳定出现可育植株,它们可能含有恢复基因,预示热带种质中具有潜在的Ta-CMS恢复基因源。对Ta昌7-2CMS和TaMo17CMS含有的特异片断扩增,回收测序,结果表明Ta-CMS含有T-CMS的不育基因,推测Ta-CMS属于T-CMS的一个亚组。     

作物线粒体基因组研究进展

作物线粒体基因组具有复杂的组成和结构特点,基因组大、重组进化快、存在水平基因转移现象等。通过比较GenBank中已公布的12种作物线粒体基因组,着重分析它们基因组的组成和结构特点,特别是基因组大小、编码序列比例、内含子、叶绿体和细胞核与线粒体之间的DNA交换、RNA编辑、重复序列以及细胞质雄性不育等热点问题,以期为更好地了解细胞质雄性不育机理,利用杂种优势提高作物产量等科学问题提供理论参考。