辣椒细胞质雄性不育系及其保持系的AFLP分析

[目的]对辣椒细胞质雄性不育系及其保持系进行AFLP分析,为进一步深入研究辣椒细胞质雄性不育的分子机制奠定基础。[方法]采用AFLP技术对辣椒细胞质雄性不育系21A及其保持系21B进行分析,获得不育系21A特异扩增片段。将特异扩增片段回收测序并用BLASTn和BLASTX程序在NCBI数据库中进行同源性检索和相似性比对。[结果]获得了不育系21A特异性扩增片段AA/CAG169,该片段中部分序列是Penaeus monodon性别及生长性状相关的AFLP标记序列中的串联重复序列;BLASTX和TBLASTX分析结果表明,该特异性片段的翻译产物与马铃薯的假拟gag-pol蛋白、假拟逆转座子蛋白、假拟逆转座子gag蛋白具有较高的相似性。[结论]特异性片段AA/CAG的功能可能与逆转座子有关,表明其可能与育性密切相关。     

辣椒不育系和保持系线粒体差异基因获得及SNP分析

通过对辣椒细胞质雄性不育(CMS)系及其相应保持系育性相关基因的分析,检寻SNP位点,旨在探索其与辣椒细胞质雄性不育性的关系。以高盐-蛋白酶K法提取线粒体DNA,采用AFLP技术分析了辣椒不育系和保持系的mtDNA的差异,从128对引物扩增产物中发现了不育系和保持系的差异片段,经回收、克隆获得不育系特异片段CanLE长度140 bp,保持系特异片段CanLB长度126 bp。利用Blast对其进行序列比对分析,其中CanLE与细胞色素P450家族蛋白同源,CanLB和赖氨酰-tRNA合成酶同源。进一步分别克隆并获得了不育系和保持系辣椒细胞色素P450全长,序列分析发现,两者存在单核苷酸多态性(SNP),其中5个碱基差异,3个为同义突变,2个氨基酸发生改变。     

大白菜胞质雄性不育线粒体基因特异分子RAPD标记及克隆

用随机引物对大白菜细胞质雄性不育系及其保持系线粒体DNA的RAPD分析,在不育系与保持系的线粒体基因组间存在明显的差异,用引物S259在不育系中扩增并克隆得到特异片断(mt)S259-600bp,序列分析表明该片断与油菜线粒体基因NADH脱氢酶第四亚基序列有部分相似性,片段与雄性不育的关系还需进一步研究.     

辣椒细胞质雄性不育相关线粒体基因片段的克隆及序列分析

【目的】探究3种不同类型辣椒细胞质雄性不育材料的不育分子机理,寻找与雄性不育相关的基因。【方法】采用高盐-蛋白酶K法提取辣椒细胞质雄性不育系及其保持系的绿色叶片线粒体DNA(mtDNA),根据已报道的辣椒细胞质雄性不育相关基因orf456序列设计特异引物,利用PCR反应,从3种不同类型辣椒细胞质雄性不育材料线粒体基因组中均扩增出330 bp左右大小的条带。【结果】经克隆测序及序列分析表明,3种不同类型辣椒细胞质雄性不育材料所获片段序列完全一致,大小为330 bp,命名为CMS330,与orf456核酸序列同源性达99%。【结论】3种不同类型辣椒细胞质雄性不育材料具有相似的不育分子机理。     

辣椒AFLP技术体系的建立与优化

以辣椒细胞质雄性不育系21A及其相应的保持系21B为材料,通过对影响辣椒AFLP技术体系的若干关键因素,如提取DNA的方法、酶切与连接、预扩增和选择性扩增以及电泳和染色条件等的研究,建立了经优化的适合于辣椒的AFLP分子标记技术体系。采用该体系,对辣椒进行AFLP分析,能够得到清晰稳定的分子标记图谱,为今后利用AFLP技术进行辣椒细胞质雄性不育基因的定位奠定了技术基础。     

白菜Ogura细胞质雄性不育基因组的AFLP分析

采用AFLP( Amplified fragment length polymorphism)技术对白菜(Brassica rapa ssp.chinensis)细胞质雄性不育系Y3611A及其相应的保持系Y3611B基因组DNA进行多态性比较,64对引物中有61对引物组合在两系间扩增出5 185条带,其中有3对引物在不育系Y3611A中扩增到3个特异片段,对特异片段进行克隆、测序,其序列全长分别为187 bp、205 bp和237 bp,将其分别命名为CMS187、CMS205和CMS237.用BLAST进行同源性分析,发现它们分别与大白菜核基因组部分序列、拟南芥衰老相关蛋白mRNA序列及拟南芥线粒体部分序列有较高的同源性.     

辣椒细胞质雄性不育系与其保持系基因组DNA的RAPD分析

利用RAPD技术对细胞质雄性不育系21A与其相应保持系21B的基因组DNA进行了比较分析,共使用了380个随机引物,其中有213个引物在两系之间都得到了扩增产物,不育系21A与相应保持系21B基因组DNA用213个引物扩增后有6条主差异带,主要表现为条带数目、条带位置和条带强弱的差异.找到了辣椒细胞质雄性不育系21A基因组DNA特异的RAPD片段CMS Y15500、CMS BE5850和CMS BG1900,并对这些特异片段的来源及其在细胞质雄性不育中的作用进行了讨论.     

大白菜细胞质雄性不育特异RAPD标记的筛选

根据近等基因系分析原理,以大白菜细胞质雄性不育系CMS-2及其保持系B-2为材料.对大白菜细胞质雄性不育基因及其保持基因进行RAPD标记研究。引物S391在不育系中有特异性扩增,得到一条约700bp的特异片断;引物S425在保持系中有特异性扩增,得到一条约600bp的特异片,分别命名为S391-700bp、S425-600bp。采用Blastn进行核苷酸同源序列比较,结果发现S391-700bp存在一个开放阅读框架,这一开放阅读框架与植物叶绿体丝氨酸乙酰基转移酶DNA部分片段有很高的同源性;S425-600bp是新发现的一段DNA序列。根据测序结果设计特异引物,结果表明本研究所获得的两个标记片断都能确定其特异性。     

红菜薹胞质雄性不育系线粒体DNA的RAPD分析

为研究和获得红菜薹线粒体DNA中与细胞质雄性不育相关的片段,对其不育系和保持系的线粒体DNA进行了RAPD分析.结果表明,在285条引物的扩增图谱中,不育系和保持系的线粒体DNA之间存在差异,在不育系中获得两条特异带AY1200和RD800;序列分析发现,AY1200与拟南芥的铁氧化还原蛋白依赖的谷氨酸盐合成酶的65个氨基酸有33%的相似性;RD800序列与贝氏柯克斯体QpH1质粒全基因组序列的132个氨基酸有47%的相似性.     

甘蓝细胞质雄性不育类型的分子鉴定

为鉴定几种来源不同的甘蓝细胞质雄性不育材料的类型,获得与其不育性状相关的特异序列,基于同源序列的候选基因法,通过检索NCBI核苷酸及蛋白质数据库获得orf138和orf224开放阅读框序列,依据其保守序列设计2对引物,对甘蓝的5个不育系及其保持系进行PCR扩增.orf138引物在5个甘蓝雄性不育系中均扩增出749 bp的片段,同源性比对发现这5个不育材料的特异片段与萝卜 Ogu CMS所具有的 Ogu orf138基因同源度达100%,表明这几个来源不同的甘蓝细胞质不育材料同属萝卜细胞质不育类型.     

洋葱细胞质雄性不育系与相应保持系线粒体DNA的RAPD分析

运用RAPD技术对洋葱细胞质雄性不育系A和相应保持系B的线粒体DNA(mtDNA)进行了100个单引物的多态性研究。结果表明69个引物有扩增,表现出多态性的有12个,然后随机选取不育系A和保持系B各9株验证多态性片段在单株中的稳定性,有两种引物A13和E14扩增出的多态性片段表现稳定。     

辣椒细胞质雄性不育恢复基因的AFLP标记

采用AFLP技术对辣椒细胞质雄性不育系21A及其相应的恢复系湘紫基因组DNA进行多态性比较,筛选了64对AFLP选择性引物PstⅠ-NNN+MseⅠ-NNN组合,有58对引物组合在两系间扩增出5156条带,多态性位点为4个,主要表现为条带数目、条带位置和条带强弱的差异。其中在恢复系材料中仅有3个多态性片断,找到了辣椒细胞质雄性不育恢复系湘紫基因组DNA特异的AFLP片段ACA/CGC300、AGT/GGT375和AGC/CGC380,并对这些特异片段的来源及其在细胞质雄性不育恢复系中的作用进行了讨论。     

抗除草剂油菜雄性不育系选育及利用研究

对抗草甘膦油菜“Quest”的抗性遗传研究结果表明,油菜对草甘膦的抗性为显性性状,由1对基因控制,抗草甘麟基因在F2和BC1群体遵循孟德尔分离规律。以抗草甘膦油菜“Quest”和双低雄性不育系“G851A”、保持系“G851B”为亲本材料,经5个轮回世代的回交、自交和测交,育成了抗除草剂油菜雄性不育系“K851A”和保持系“K851B”。“K851A”不育系株型紧凑,不育性彻底,双低品质稳定,且具有除草剂抗性,组配的杂交组合K851A/C-1平均产量达3426.0 kg/hm2,较对照增产12.84%。     

甘蓝型油菜改良型不育系RGCMS—1141A的选育

利用作者提出的“植物细胞核 细胞质雄性不育”的理论,对在生产上大面积推广的甘蓝型油菜波里马细胞质雄性不育优质杂交种“华杂4号”的亲本不育系1141A进行遗传改良,选育出遗传背景基本保持不变的油菜细胞核 细胞质雄性不育系RGCMS-1141A及其保持系RGCMS-1141B。     

辣椒胞质雄性不育系与保持系生化特性研究

对不育系K132A、保持系K132B不同发育阶段花药的生化特性进行比较分析,结果表明:不育系花药不同发育阶段的过氧化物酶、多酚氧化酶、超氧化物歧化酶的比活力明显高于保持系,且呈逐渐增强趋势,而保持系却逐渐减弱。但是,不育系过氧化氢酶的比活力低于保持系,推断由于酶活性的异常变化引起花粉内代谢的失调从而导致败育。为阐明辣椒细胞质雄性不育的败育机理提供理论基础。     

辣椒“三系”线粒体DNA的RAPD分析*

 对辣椒胞质雄性不育系、保持系及恢复系线粒体DNA进行了RAPD分析,共使用500条随机引物,其中有67个引物在“三系”之间都得到了扩增产物,19条引物扩增结果在“三系”之间表现出了遗传多样性。在不育系与保持系的线粒体DNA之间也发现了明显的差异,在辣椒胞质不育系中获得特异片段9条,这些差异片段与辣椒雄性不育的关系还需进一步研究。     

紫稻型水稻线粒体cox Ⅲ基因转录本的RNA编辑

紫稻细胞质雄性不育系是本实验室构建的新型细胞质雄性不育系.使用PCR、RT-PCR、DNA测序等技术.得到了紫稻细胞质雄性不育水稻不育系(樱香A)及其保持系(樱香B)线粒体细胞色素C氧化酶亚基cox Ⅲ基因转录本cDNA序列.通过与水稻"93-11"线粒体基因组序列比对发现,樱香A cox Ⅲ cDNA序列中.没有发生RNA编辑;而樱香B cox Ⅲ cDNA序列中有13个编辑位点,11个为C-T编辑,2个为T-C编辑.在樱香B cDNA序列中的13个编辑位点位于13个密码子中,所编码的氨基酸有10个发生改变.这些氨基酸的改变大大增加了蛋白质的疏水性.研究表明,RNA编辑在合成具正常功能的COX Ⅲ多肽的过程中具有至关重要的作用.同时也说明RNA编辑可能与细胞质雄性不育相关.