禾本科植物自交不亲和性及其分子生物学研究进展

禾本科植物自交不亲和性是禾本科植物中广泛存在的一种生殖隔离现象,有利于防止近交衰退、保持遗传变异。已报道自交不亲和禾本植物有着相同的自交不亲和系统,是一种特殊的配子体自交不亲和类型,和单一位点控制的自交不亲和性不同,其不亲和性由非连锁的两个复等位基因位点S和Z控制。自交不亲和反应中涉及了花粉蛋白质的磷酸化、Ca2 浓度的变化和蛋白激酶的参与,因此可能存在着复杂的信号传导级联反应,详细机制尚不清楚。目前S、Z基因的克隆和编码产物的鉴定均未有成功的报道,天蓝虉草可作为禾本自交不亲和性研究的一个模式作物,运用分离群体和比较基因组学方法构建S与Z位点的精细连锁图谱,以对自交不亲和基因进行图位克隆,是当前禾本科植物自交不亲和性研究的一个方向和热点。     

禾本科植物自交不亲和基因定位进展

植物的自交不亲和性普遍存在于禾本科植物中,这是植物在长期进化过程中形成的防止自交退化,且有利于异花授粉、保持遗传多样性的一种生殖隔离机制。并且植物的自交不亲和机制多种多样,调控其性状的基因数量也不等。目前,许多实验已经证明禾本科植物的自交不亲和性属于S-Z型双因子自交不亲和系统,该类型的自交不亲和系统受到2个不连锁的复等位基因座S和Z的控制。本研究介绍了禾本科植物双因子S-Z型自交不亲和系统的起源,并且归纳了多年来对黑麦、天蓝虉草、球茎大麦和黑麦草等禾本植物自交不亲和调控基因的研究进展。还对禾本科植物S-Z双因子自交不亲和系统提出质疑。最终提出通过克服长雄野生稻的自交不亲和性来构建自交不亲和群体,从而用于精细的图位克隆。     

利用 DDRT-PCR 鉴定芸芥自交不亲和系与自交亲和系的差异表达 cDNA

芸芥与芸薹属植物具有亲缘关系,也是芸薹属植物的重要育种资源。自交亲和性是芸芥的一种重要变异性状。为了探明芸芥自交亲和基因的表达器官,并分离与自交亲和性有关的 cDNA 片段,以芸芥的一对近等基因系,自交亲和系（SC）与自交不亲和系（SI）为试材,利用差异显示 RT-PCR 技术分别对开花前和开花后的叶片、花药和柱头进行鉴定。结果表明,不论开花前还是开花后,芸芥自交亲和系与自交不亲和系的叶片或花药间的扩增带型是一样的,但在近等基因系的柱头间得到了差异表达条带。这证明芸芥自交亲和基因不是组成型表达,而是组织特异性表达,柱头是其唯一的表达器官。在开花前的自交亲和系中共得到了2条 cDNA 片段,一条小于100 bp,另一条为750～1000 bp,在开花后的自交亲和系中得到了1条300 bp 的 cDNA 片段。据分析这3条 cDNA 片段可能与芸芥的自交亲和性密切相关。在开花前的自交不亲和系中共得到了2条 cDNA 片段,一条为500 bp,另一条为750 bp,同时在开花后的自交不亲和系中得到了1条500～600 bp 的 cDNA 片段。这些 cDNA 片段可以用来区分芸芥的自交亲和系与自交不亲和系,还可用于克隆自交亲和基因。     

利用DDRT-PCR鉴定芸芥自交不亲和系与自交亲和系的差异表达cDNA（英文）

芸芥与芸薹属植物具有亲缘关系,也是芸薹属植物的重要育种资源。自交亲和性是芸芥的一种重要变异性状。为了探明芸芥自交亲和基因的表达器官,并分离与自交亲和性有关的cDNA片段,以芸芥的一对近等基因系,自交亲和系(SC)与自交不亲和系(SI)为试材,利用差异显示RT-PCR技术分别对开花前和开花后的叶片、花药和柱头进行鉴定。结果表明,不论开花前还是开花后,芸芥自交亲和系与自交不亲和系的叶片或花药间的扩增带型是一样的,但在近等基因系的柱头间得到了差异表达条带。这证明芸芥自交亲和基因不是组成型表达,而是组织特异性表达,柱头是其唯一的表达器官。在开花前的自交亲和系中共得到了2条cDNA片段,一条小于100 bp,另一条为750~1 000 bp,在开花后的自交亲和系中得到了1条300 bp的cDNA片段。据分析这3条cDNA片段可能与芸芥的自交亲和性密切相关。在开花前的自交不亲和系中共得到了2条cDNA片段,一条为500 bp,另一条为750 bp,同时在开花后的自交不亲和系中得到了1条500~600 bp的cDNA片段。这些cDNA片段可以用来区分芸芥的自交亲和系与自交不亲和系,还可用于克隆自交亲和基因。     

甘蓝SCR识别与结合SRK胞外域核心编码区DNA序列的酵母双杂交检测

SCR是芸薹属自交不亲和性的雄性决定因子。为研究SCR与SRK之间相互作用的核心区段,通过构建结球甘蓝的包含系列不同长度的SCR的cDNA序列的pGBKT7融合载体,利用酵母双杂交系统检测SCR与SRK之间的相互作用。结果显示,构建的载体均未出现自激活现象,所获得SCR全长与其相对应SRK胞外域具有相互作用,且相互作用核心编码区位于SCR编码基因的第97~186 bp处。实验结果还显示,此单倍型的SCR信号肽剪切位点及相邻的几个氨基酸残基对相互作用实验结果有干扰作用。以上结论为包括甘蓝在内的芸薹属自交不亲和机制的研究提供了新的实验依据。     

甘蓝S-位点基因SRK、SLG和SP11/SCR密码子偏好性分析

S位点是芸薹属植物自交不亲和反应的关键位点,控制自交不亲和反应的识别与启动。为明确甘蓝S位点基因SRK和SLG的S域和SP11/SCR编码序列密码子的使用特性,利用Codon W、SPSS软件、Python程序和EMBOSS在线程序分析甘蓝41个SRK、36个SLG和11个SP11/SCR等位基因的偏好性,同时通过中性绘图、ENC-GC3绘图、PR2绘图及多元统计分析探讨基因密码子偏好性形成原因,并利用不同方法对其进行聚类分析。结果表明,甘蓝SRK、SLG和SP11/SCR基因编码序列富含A/T,密码子偏好以A/T碱基结尾,偏好性较低。自然选择是影响密码子使用模式的主要因素,突变压力为次要因素,还受到二核苷酸丰度的影响。根据RSCU值发现, SRK和SLG基因高表现密码子有4个, SP11/SCR基因有11个。基于RSCU的聚类能够较准确地反应甘蓝SRK、SLG和SP11/SCR等位基因间的关系,并与基于CDS核酸序列的聚类具有一致性和可靠性。根据密码子使用偏好性和聚类关系发现, SRK的S域和SP11/SCR编码序列在密码子偏好性上可能是协同进化的。这为更好理解甘蓝中密码子的分布机制...     

甘蓝型油菜自交不亲和临保性及其连锁AFLP标记

甘蓝型油菜自交不亲和临保材料在杂种优势利用和芸薹属自交不亲和性的机理研究方面具有重要的价值。以自交不亲和系SI1300为受体、临保系97-wen238为供体,通过不亲和植株与供体连续回交构建BC₆、BC₇和BC₈群体对临保性的遗传进行了初步的分析,并检出与其连锁的分子标记。SI1300×97-wen238     

植物配子体自交不亲和机制研究进展

结合国内外最新的研究进展对配子体自交不亲和性的细胞学机制和分子生物学机制进行了综述,包括与S-核酸酶(S-RNase)、花粉管胞质自由钙离子以及其他因子相关的信号转导机制。并根据目前的研究现状提出了植物配子体自交不亲和机制研究中存在的问题及今后研究的重点,旨在为其深入研究提供参考。     

甘蓝自交不亲和性信号传导元件与传导过程

甘蓝自交不亲和性是由多态性的S位点基因编码的蛋白质介导的信号传导途径实现的。该信号传导途径由8个蛋白质元件(SLG、SCR、SRK、MLPK、THL、ARC1、Exo70A1和MOD/MIP-MOD)组成,本文详细综述了这些元件的编码基因、蛋白质元件的结构和功能,以及元件间的相互作用所构成的信号传导过程。在此基础上,根据新进展提出了今后可能的研究重点,以期为包括甘蓝在内的芸薹属自交不亲和性的深入研究提供新的内容。     

芸薹属植物原生质体培养研究进展

植物原生质体为遗传转化及遗传改良研究提供了有利的试验材料。采用原生质体技术可进行基因瞬时表达研究,可获得突变体材料,也可导入外源目的基因以改良植物种质资源,在芸薹属植物育种上具有重要的应用价值。本综述介绍了芸薹属植物原生质体培养及体细胞杂交的研究进展,主要从原生质体分离纯化、培养再生、原生质体融合及其在育种中的应用等方面进行了概述,详细阐述了影响芸薹属植物原生质体分离及培养的相关因素;分析了芸薹属植物原生质体研究中目前存在的主要问题;并对今后的研究方向和内容进行了展望,以期为芸薹属植物种质遗传改良工作提供参考。     

果树配子体自交不亲和关键基因S-RNase与SFB同源基因研究进展

近年来,随着果树自交不亲和研究的深入,在果树中发现了许多属于配子体自交不亲和(GSI)的树种。本综述着重从基因的分离鉴定、结构功能分析综述了果树配子体自交不亲和的关键基因S-RNase与SFB同源基因的研究进展及作用机制,对于果树品种杂交育种亲和性的选择及无核品种选育有着重要意义。     

芸苔属植物自交不亲和性遗传机理研究及应用进展

芸苔属作物S位点上有三个紧密连锁的基因SLG,SRK,SCR/SP11。其中SRK和SCR/SP11蛋白分别为柱头和花粉SI信号识别决定因子。复等位基因显隐性关系与SRK基因的表达水平并不相关,可能是由于在绒毡层中SCR基因受到强烈的下游调控导致杂合体中隐性SCR基因在小孢子细胞中表达受到抑制。分子进化研究表明十字花科S位点基因的多态性来自于共同的祖先,并在不同种分化之前已经形成。利用芸苔属植物自交不亲和性遗传机理发展而来的PCR-RFLP方法提供了在芸苔属作物育种中切实可行的精确鉴定植株的S基因型和自交不亲和性的有效方法。     

芸薹属蔬菜游离小孢子成胚影响因素研究进展

游离小孢子培养也称花粉培养,是以植物细胞全能性为基础,植物组织培养发展的一个分支。利用此项技术,可获得纯合体植株,缩短常规育种年限,为基因工程、细胞工程等学科提供载体或目的基因。笔者综述了近年来国内研究中的关于芸薹属蔬菜游离小孢子培养中的成胚影响因素,主要包括：供试材料的基因型、生长环境、小孢子的发育时期、分离方法、预处理、激素及活性炭的添加等,并结合实际提出了小孢子培养研究中存在的一些问题和对其未来发展的期望。     

甘蓝型油菜中自交不亲和位点CAPS分子标记的建立和不同S等位基因的鉴定

自交不亲和性是植物的自然机制，它可以防止自交，促进异交。甘蓝（Brassica oleracea）和白菜型油菜（B．campestris）具有这种自我识别的机制，但是它们的双二倍体后代甘蓝型油菜（B．napus）丧失了这种特性而为自交亲和的。自交不亲和性被成功地用作甘蓝杂交育种的授粉控制机制。自交不亲和性可以通过回交引入甘蓝型油菜中，或者通过其祖先——甘蓝和白菜型油菜杂交进行人工合成而引入甘蓝型油菜中。然而，自然条件下，油菜品种也偶尔会发生自交不亲和。Rudloff等从油菜育种材料中筛选到自交不亲和植株。     

甘蓝型油菜SLG基因片段的克隆及序列分析

通过不同甘蓝型油菜中SLG基因的克隆及序列分析, 探索了甘蓝型油菜中是否存在与芸薹属二倍体中相同或相似的S-locus基因。对10个甘蓝型油菜品种和品系中SLG基因的PCR扩增和序列比较分析发现, 这些甘蓝型油菜中都存在第2类的SLG基因, 而且, 同二倍体芸薹属物种一样, 第2类SLG基因之间具有较高的同源性; 只有5个甘蓝型油菜品种和品系中存在第一类SLG基因, 而且这些基因序列之间表现出高度的保守性, 即同源性在96%以上, 明显高于不同等位基因之间的同源性。这些甘蓝型油菜中的class I SLG基因可能源于同一个自交不亲和单体。     

淫羊藿植物种内杂交和自交亲和性研究

对原产贵州、四川的15个种、38个居群淫羊藿属植物进行种内杂交、自交结实率统计分析研究.结果显示,该属所有的种类自交结实率普遍较低,最低为0％,最高为22.2％,与种内杂交结实率存在着明显的差异.说明大多数淫羊藿种内自交不亲和,是异花授粉植物,有性繁殖方式可能以风媒授粉为主.     

芸薹属植物根肿病的研究进展

芸薹属植物包含多种重要的油料作物和甘蓝、油菜、花菜等经济作物。根肿病是一种严重危害芸薹属植物的土传性病害。本研究通过总结近年来国内外芸薹属植物根肿病的相关研究报道,阐述了根肿菌生理小种鉴定、接种方法及抗性评价、抗性遗传机制、分子标记辅助育种等方面的最新研究进展,并展望了未来的研究趋势,以期为芸薹属植物根肿病的进一步研究及今后的抗病育种工作提供理论参考和研究思路。     

芸薹属霜霉病接种鉴定及抗病遗传育种进展

芸苔属以包含十字花科多种中重要的农业和园艺作物而闻名,而芸薹属霜霉病一直是危害全世界芸薹属作物的重要病害。本综述通过介绍近年来国内外芸薹属霜霉病相关研究进展,主要从不同芸薹属作物的子叶期接种、苗期接种和离体接种及鉴定方法、抗病遗传规律及芸薹属霜霉病相关抗性基因等研究领域,阐述了芸薹属霜霉病目前的发展进程;分析了目前芸薹属霜霉病研究中存在的主要问题;并对今后的发展趋势进行了展望,为芸薹属作物霜霉病防治及抗病品种选育提供工作思路和理论参考。     

燕麦属植物核糖体DNA染色体定位及45S rDNA的系统进化分析

由于缺乏明确的二倍体供体信息,燕麦属植物的起源和系统进化关系一直存在争议。利用荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization,FISH）方法,检测45S rDNA和5S rDNA在燕麦属不同倍性植物染色体上的位点信息;并依据已公开的45S rDNA ITS区全长DNA序列构建分子进化树。探讨燕麦属植物在不同基因组中45S rDNA的位点变化、进化规律以及分化机制,为探究燕麦属物种的起源与演化提供参考。     

芸薹属作物基因组研究进展及其在育种中的意义

芸薹属是芸薹科(旧称十字花科)中最为重要的一个属,属内包含许多重要的蔬菜、油料及饲料作物。有鉴于此,几十年来人们对芸薹属栽培种基因组进行了广泛、细致而深入的研究。这些基于普通细胞学、分子细胞遗传学以及比较基因组学的研究结果不仅在宏观和微观水平上初步揭示了芸薹属不同基因组的结构及相互关系,也在芸薹属作物的传统和现代分子育种中得到了广泛应用。可以预见,芸薹属作物基因组的研究,将随着芸薹属作物的基因组测序和芸薹科植物比较基因组项目(BMAP)的开展,以及表观基因组、转录组及蛋白组研究的介入而得到进一步的深化,也必将把芸薹属作物的遗传改良推向一个新台阶。