油菜细胞质雄性不育的分子生物学研究进展

大量研究表明，线粒体基因及其表达产物与细胞质雄性不育直接相关。从线粒体基因结构及其表达与油菜细胞质雄性不育的关系，阐述了油菜细胞质雄性不育分子机理的研究进展，并讨论了今后的有关研究策略。     

大豆GmDRR与互作基因GmDIP1的亚细胞定位及原核表达

本实验室通过疫霉菌诱导大豆绥农10号后,获得差异表达蛋白点,通过序列拼接比对和分析,获得一个新的大豆GmDRR基因,并通过酵母双杂筛选文库的方式获得其互作基因GmDIP1。为进一步明确两个基因关系,对两个基因分别进行亚细胞定位和原核表达以及重组蛋白的纯化。GmDRR蛋白为外分泌蛋白,定位于细胞膜与细胞质中,GmDIP1基因定位于线粒体膜上,二者都成功进行了原核表达,从而获得了有表达功能和生物学活性的蛋白。     

小麦线粒体与细胞质雄性不育关系的研究进展

细胞质雄性不育(cytoplasmic male sterility,CMS)是小麦杂种优势利用的重要途径之一,大量研究表明CMS是线粒体基因与细胞核基因互作的结果。线粒体基因组是细胞质育性因子的载体,其突变和重组与CMS有直接关系。本文综述了线粒体基因组的结构特征及线粒体DNA多态性、线粒体基因转录、线粒体多肽差异和线粒体细胞学超微结构等几个方面与CMS的关系,并对小麦CMS分子机制进行探讨,以期为清晰揭示CMS形成的分子机制及最终对CMS三系杂交种选育和作物杂种优势利用提供参考。     

大豆线粒体细胞色素b基因的克隆及系统分析

根据实验室测序的大豆线粒体基因组片段设计线粒体细胞色素b(Cytochrome,cob)基因特异引物,PCR扩增获得1173 bp大豆(JLGM-1B)线粒体cob基因保守区序列.经序列分析,该基因编码391个氨基酸,A+T含量58.1％,G+C含量41.9％.Southern杂交表明cob基因在栽培大豆线粒体基因组中...     

大豆GmPic基因的分离及表达分析

对光敏感型大豆品种“中豆24”进行长日、短日和自然光3种光周期处理,采用cDNA-AFLP的方法筛选差异片段,并进一步通过RACE技术分离了该基因。该基因全长983 bp,包含一个完整的开放阅读框,编码248个氨基酸,在遗传关系上与线粒体磷酸盐转运蛋白高度同源。通过半定量RT-PCR对该基因在不同光周期中的表达模式进行分析,结果表明,该基因在大豆生长发育的早期阶段表达,短日照抑制其表达,而长日照则增强其表达。因此,大豆线粒体磷酸盐转运蛋白基因可能是作为一种负调控因子参与大豆光周期反应。对大豆线粒体磷酸盐转运蛋白基因的研究能为进一步阐明大豆光周期反应分子机理打下基础。     

植物线粒体遗传物质与细胞质雄性不育关系的研究进展

细胞质雄性不育是一种母性遗传性状,是杂种优势广泛利用的基础。大量研究结果表明:线粒体基因组是细胞质育性因子的载体,其突变和重组与CMS有直接关系。本文从植物线粒体基因组结构特点、遗传差异、类质粒、嵌合基因、RNA编辑和核质互作等方面概述了植物线粒体遗传物质与CMS关系的研究进展。     

不同基因型大豆Fd-GOGAT基因cDNA序列的克隆与分析

克隆了6个不同基因型大豆的Fd-GOGAT基因,序列比对分析结果表明:不同基因型大豆的Fd-GOGAT基因序列相似性很高,可设计出通用Real-time PCR引物,检测Fd-GOGAT基因的表达规律.在东农42 Fd-GOGAT基因序列的编码区内出现了1个8核苷酸的缺失,产生了移码突变,导致其C端缺失了79个氨基酸的...     

玉米细胞质雄性不育性的分子机理

本文对玉米细胞质雄性不育性的分子机理进行了综述。线粒体基因组、叶绿体基因组与细胞质雄性不育性有一定的关系，这种关系是建立在质核两个遗传体系相互依存和联系的统一关系之中。应把线粒体基因组、叶绿体基因组及核基因这三类遗传体系联系起来研究，能对玉米细胞质雄性不育性的遗传机理做出比较圆满的解释。     

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。     

水稻细胞质雄性不育机理研究进展

综合近年对水稻细胞质雄性不育机理的研究,尚未发现不育系和保持系间在叶绿体基因组及其翻译产物上存在明显的差异,而线粒体基因组及其翻译产物则差异显著。线粒体中质粒样DNA在不育系和保持系间存在特异分布;线粒体QNA、Cob、atpA基因在两者间也存在拷贝数和结构差异。这些差异可能与雄性不育有关,在不育系细胞质中还发现一类双链RNA的存在。     

大豆细胞质雄性不育恢复基因的SSR标记

大豆细胞质雄性不育系的获得,为大豆杂种优势利用奠定了基础.在确认RN型大豆细胞质雄性不育系属单基因配子体不育,恢复性是由显性单基因控制的遗传模式的基础上,开展恢复基因的分子标记研究,旨在找到与恢复基因紧密连锁的分子标记,为进一步克隆恢复基因及恢复系的分子标记辅助育种奠定基础.研究选用412对SSR引物,利用RN型不育系YA与恢复系167杂交的F2分离群体,获得了与恢复基因连锁的两个标记Satt414和Satt596,遗传距离分别为16.4和14.6 cM.为了找到更近的分子标记,分析了Satt414和Satt596附近的所有SSR引物,并利用两个遗传差异较大的亲本重新构建了分离群体,从而获得了与恢复基因连锁比较紧密的标记Satt547,遗传距离为7.56 cM.根据Cregan等构建的大豆分子遗传连锁图,将恢复基因定位于J连锁群上.     

大豆BADH基因的生物信息学、多样性及功能分析

为研究大豆中甜菜碱醛脱氢酶(BADH)在大豆中的分子机理及生物多样性,通过基因序列同源比对搜索到两个与水稻同源的大豆BADH基因,利用Phytozome、Netphosk3.0 Server等网站及数据库对其进行生物信息学分析,结合已有的重测序数据分析1 598份大豆种质中BADH基因序列的多态性,并测定突变体的2AP含量.结果表明:大豆中有两个与水稻BADH基因同源性较高的基因序列Gm06g186300和Gm 05g0330550,基因全长分别为3 959和6 008 bp,编码蛋白均属于稳定蛋白质,二者同源性高达90％.两个蛋白的氨基酸数目、分子量和等电点等非常相似;亲水性和磷酸化位点分布较一致,均无跨膜结构域,在细胞核出现的可能性最大,且二者进化关系极其相近;α螺旋和无规则卷曲是两者的主要成分,BADH1和BADH2有1个共同的结构域Pfam-Aldedh,且分布大致相同.对1 598份大豆种质BADH基因序列突变位点进行分析,有29份材料BADH2基因发生6个碱基序列突变导致了移码突变,这种突变可能与大豆的芳香性表型有关.对BADH1及BADH2在大豆不同部位的基因表达量分析发现各部位的表达量相差很大,均以根部表达量最高,可能与根部较高的抗旱能力有关.     

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。     

大豆细胞质雄性不育系ZA的选育和初步研究

寻找和选育不同细胞质来源的大豆细胞质雄性不育系,不论是对大豆细胞质不育系本身的研究,不审对大豆杂交种生产,都有极其重要的意义。本项的测交结果证实了大豆品系ＺＤ８３１９含有雄性不育细胞质,以此为基础育成了细胞质雄性不育系ＺＡ和保持系ＺＢ,并找到了恢复系,同时,还发现了另一份材料（暂称ＸＸＴ）也含有不育细胞质。     

万恢88型水稻细胞质雄性不育的分子机理

通过对万恢88型水稻细胞质雄性不育系内香2A与其保持系线粒体基因组进行比较分析,研究了其雄性不育的分子机理。将不育系内香2A与保持系内香2B的差异片段回收测序,获得2条长度为667 bp的线粒体DNA片段2A和2B,通过序列比对和电子杂交分析,获得的线粒体DNA片段为atp6基因的部分序列及其上游序列。2A与2B相比有3个碱基不同,分别是第57位G→T、第100位T→C、第161位C→T。功能分析表明,第100位T→C点突变使atp6基因启动子核心序列遭到破坏。通过对atp6基因上游序列的RT-PCR分析,发现不育系内香2A的atp6基因不能正常表达。推测万恢88型水稻细胞质雄性不育是由于不育系线粒体atp6基因核心启动子区域发生点突变,导致atp6基因不能正常转录,致使线粒体供能不足,最后导致花粉败育。     

译文文摘

90007 甜菜雄性不育型和正常型线粒体染色体组的基因结构比较——千田峰生等,《日本育种学会、日本作物学会北海道谈话会会报》,第30号(1990年),P34(日)研究表明,对玉米、矮牵牛等使用线粒体染色体组重组技术能够产生细胞质雄性不育系。在甜菜S型细胞质雄性不育系TK81—MS中也发现了在以细胞色素C氧     

利用18S rRNA基因部分序列研究大豆种质资源的进化关系

利用模式植物拟南芥的18S rRNA基因序列设计的引物,对3个野生大豆和3个栽培大豆的18S rRNA基因进行扩增,利用其序列特征研究大豆的进化关系. 结果3个野生大豆和3个栽培大豆均扩增得到1000bp左右的基因片段;野生大豆之间的同源性均为99%,而栽培大豆之间的同源性较低,相似性在97%～98%之间;通过18S rRNA基因序列研究不同豆科作物的进化关系,发现大豆的系统发育树分枝处于靠近进化树树根的位置,即大豆相对于其它豆科作物在系统发育上处于比较原始的位置.根据以上结果推测在进化过程中栽培大豆的遗传物质趋向多样性发展,而遗传背景较单一可能是由于人为干预选择的过程所导致.利用18S rRNA基因的部分序列反映当代不同品种间的进化关系,可为大豆种质资源的利用提供理论依据.     

大豆TCP转录因子家族结构域分析及功能预测

利用已知的拟南芥TCP基因和大豆基因组数据库,通过生物信息学方法,鉴定并获得了大豆TCP家族基因序列,基因定位信息。共鉴定大豆TCP基因54个,分布在大豆除14号染色体外的其他19条染色体上。对54个基因进行进化和聚类分析及功能结构域的分析,发现全部具有高度保守的TCP结构域。根据结构域差异和系统发育分析的结果,将大豆TCP转录因子家族分成2个TCP亚家族。以生物信息学手段和已有的其他物种的TCP基因进行了比较分析,大豆TCP基因占总数的3.5%,与拟南芥同源基因比较,序列长度存在相似性。对启动子元件分析显示,TCP基因含有大量与在子叶、根、茎处大量表达有关的元件及对分生组织有作用的元件。     

大豆苯丙氨酸代谢途径关键酶基因的挖掘定位及结构分析

利用大豆基因组物理图和遗传图的整合图谱,应用blast软件将基因序列与大豆基因组数据库进行比对,完成了9个大豆天冬氨酸代谢途径中关键酶基因的定位以及结构分析。结果表明:9个基因分别定位在大豆的13个连锁群D1a、B1、N、I、O、C1、C2、F、L、A2、J、D1b以及B2上,并获得了基因所在序列两侧标记。利用大豆的cDNA和gDNA序列信息,获得了9个基因的结构,外显子数目为5～12个,内含子数目为4～11个。     

大豆细胞质雄性不育系配套保持系线粒体基因组BAC文库的构建

以大豆细胞质雄性不育系配套保持系材料(JLCMSl)的黄化苗为材料,纯化得到线粒体.低熔点琼脂糖包埋线粒体成胶块,消化裂解后用HindⅢ部分酶切,通过脉冲场电泳回收40～60kb酶切片段.将回收产物连接到载体pIndigo-BAC 5,通过电击转化大肠杆菌DH10B感受态细胞,获得的BAC文库包含2 000个单克隆,平...