春榨菜细胞质雄性不育系09-05A的形态学和细胞学特征

榨菜不育系09-05A是由欧新A雄性不育源转育而成的新型春榨菜雄性不育系。本研究通过扫描电镜和透射电镜等对春榨菜雄性不育系09-05A在不同发育时期的花药和花粉进行形态学和细胞学观察发现,小孢子从单核时期开始发生异常,并随着花粉发育的进行,细胞内含物不断降解,最终形成空瘪、畸形的花粉粒。本研究阐明了不育系09-05A花粉败育的发生时期和细胞学特征,为深入进行榨菜雄性不育的发育机制研究提供了理论依据。     

菜薹细胞质雄性不育相关基因orf224的克隆

利用分子标记技术克隆菜薹雄性不育基因,为利用菜薹不育性提供依据.采用间源序列的候选基因法,通过检索NCBI核酸数据库,获得细胞质雄性不育(CMS)相关的基因或开放读码框序列.根据保守区设计1对特异引物.对不育系和保持系的基因组DNA进行PCR扩增.结果表明:特异引物在不育系中扩增出1条675 bp的片段.序列分析表明该片段与Pol型胞质不育orf224基因同源性为100%.CMS特异扩增结果证明试验所用的菜薹其不育类型为胞质Pol型.     

大白菜细胞质雄性不育系及保持系的花药发育

对具有芥菜胞质的大白菜雄性不育系Ｔ９２－１－１－１－Ａ及保持系２９１－９－１－５－１花药发育的解剖结构研究表明：大白菜细胞质雄性不育系和保持系花药发育有明显差异,保持系９２－１９－１－５－１花药发育过程与正常花药相同,雄性不育系Ｔ９２－１－１－１－Ａ花药发育受阻于孢原细胞阶段,不形成药害,属无花粉型。     

大白菜CMS雄性不育发生相关基因的克隆与分析

【目的】筛选和克隆与大白菜CMS雄性不育相关的应答基因。【方法】以大白菜不育系06J45和恢复系01S325-1为材料,利用cDNA-AFLP方法从F2S5群体不育株和可育株花蕾中筛选分离差异表达基因,通过RACE技术对该差异表达基因进行克隆,对基因序列进行生物信息学分析,并利用qRT-PCR定量分析不育株和可育株花蕾发育过程中基因表达的变化。【结果】在F2S5可育株花蕾cDNA混合池中扩增出1条特异表达条带,通过3′RACE和5′RACE克隆得到相应的BrUP基因,全长1 407bp,编码403个氨基酸残基。生物信息学分析表明,BrUP基因与大白菜Bra007268基因序列相近,由6个外显子和5个内含子组成,与拟南芥未知功能基因AT3G56750同源,一致性达90%。保守结构域分析表明,BrUP基因可能是1个具有跨膜结构的O-型岩澡糖基转移酶基因,主要功能是进行糖基化修饰。qRT-PCR定量发现,BrUP只在花蕾发育早中期表达,且在大白菜不育株花蕾发育早期其表达量显著性下调。【结论】成功筛选克隆获得1个与大白菜雄性不育发生相关的功能未知基因BrUP。     

不结球白菜细胞质雄性不育相关基因BcATPA的克隆和表达分析

[目的]本文旨在克隆不结球白菜BcATPA(ATPase alpha subunit)基因并研究其功能及其在不育系和可育系中的表达差异。[方法]构建BcATPA重组质粒,在NCBI数据库进行核苷酸序列分析,得到不结球白菜ATPA基因全长序列。利用实时定量PCR技术检测BcATPA基因在不结球白菜保持系和不育系的不同组织和器官及不同小孢子发育时期的时空表达情况。[结果]获得了不结球白菜ATPA基因全长序列,命名为BcATPA。该基因的核苷酸序列全长为1 806 bp,其最大开放阅读框长度为1 527 bp,编码508个包含F1-ATP酶α亚基保守区域的氨基酸,并且含有ATP结合、walker A motif和walker B motif等位点,而且在287～315的位置含有29个氨基酸的跨膜区域。BcATPA与芸薹属中的芥菜、甘蓝型油菜和拟南芥亲缘关系特别近,二级结构和三级结构预测表明,该基因与ATP结合有关。实时荧光定量PCR结果表明,BcATPA在不育系中的表达水平高于保持系,在花瓣、萼片中表达水平较高。在整个小孢子发育时期,不育系中BcATPA基因表达量逐渐降低;而在保持系中,从四分体时期开始显著下降,因此不育系与保持系表达量差异逐渐加大。[结论]BcATPA基因在不结球白菜不育系和保持系的各个器官和整个小孢子发育时期的表达水平存在差异,研究结果为进一步研究BcATPA基因与细胞质雄性不育之间的关系提供了理论依据。     

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。     

辣椒胞质雄性不育相关基因的克隆及表达

为分离辣椒细胞质雄性不育基因,并阐明其不育机理,本研究以辣椒细胞质雄性不育系21A及保持系21B的线粒体DNA为材料进行SRAP分析。结果显示,在21A中获得3条多态性条带。对多态性条带回收、克隆和测序分析后发现,这3个片断(分别命名为CMS721、CMS394、CMS285)在GenBank中都与能量代谢途径有关。针对序列特征设计SCAR引物,对21A和21B的基因组DNA进行扩增验证,3对引物只在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。利用荧光定量PCR技术对CMS721、CMS394和CMS285基因在21A不同组织(根、茎、叶和花)中的表达情况进行了分析。结果表明:3个基因只在不育系中表达,且在不同的组织中均有表达,但表达量差异很大,其中基因CMS721表达量在中花蕾中迅速下降,推测该基因控制辣椒花药中与能量代谢相关的蛋白质的表达,从而引起小孢子发育障碍,最终导致雄性不育。     

细胞质雄性不育相关基因orf224的克隆及其植物表达载体的构建

利用 PCR技术从油菜 Polim a不育系中扩增出细胞质雄性不育相关基因 orf 2 2 4 ,并将其克隆到p GEM- T Easy载体上得到重组质粒 p GEMORF。在此基础上 ,用限制性内切酶将 orf 2 2 4基因从质粒 p GEMORF上切下 ,连接在 p BI12 1质粒的 Ca MV 35 S启动子和 NOS终止子之间。经 PCR和酶切鉴定 ,得到了 orf 2 2 4基因的植物表达载体 p BIORF     

与大白菜细胞质不育相关RAPD特征片段的克隆和序列分析

为了研究和获得大白菜细胞质不育系和保持系线粒体DNA的多态性,选用153个RAPD随机引物,对3套材料,每套中包含不同来源、同核异质的大白菜细胞质不育系(Pol-CMS、Ogu-CMS和CMS96)和保持系线粒体DNA进行RAPD分析。结果表明,有4个RAPD随机引物可以在全部Ogu-CMS和CMS96不育系中扩增出特异带,有1个随机引物仅在所有Ogu-CMS不育系中扩增出特异带;同时将OPAH16随机引物扩增的与不育相关的特异带进行了克隆和测序。结果表明,所获得的特异片段均与拟南芥和甘蓝型油菜的线粒体基因组序列部分同源,但与已发表的不育基因序列没有同源性。由这5个序列推导出的蛋白质与拟南芥中的一种未知功能蛋白AtMg00760(ORF109b)具有部分同源性。这5个序列的可能功能正在验证中。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系L04-05A恢复基因的SSR标记

以甘肃农业大学农学院育成的甘蓝型油菜细胞质雄性不育系L04-05A与恢复材料L04-05C1,L04-05C2配制的F1,F2分离群体为材料,采用分离群体分组分析法(BSA),进行了油菜细胞质雄性不育育性恢复基因Rfp分子标记的筛选及连锁分析。结果表明,F2可育株与不育株的分离比例为4.30∶1和2.73∶1,χ2C值分别为2.538 4和0.389 8,均小于x20.05,1,符合3∶1的分离比,呈孟德尔式遗传,表明PLCMS(L04-05A)育性恢复基因Rfp是受一对显性基因控制的简单遗传。再分别利用L04-05A×L04-05C1的F2群体和L04-05A×L04-05C2的F2群体构建的可育DNA混合池和不育DNA混合池对60对引物进行了筛选,在2个DNA池之间显示有差异条带的2对引物,再用2个群体单株进行了进一步验证,发现引物Ol13-E08扩增的分子量为150 bp的条带为可育株特异标记,在不育单株中未扩增出该条带,重复性较好。进一步用引物Ol13-E08分别对2个F2群体进行扩增,确定Ol13-E08-150 bp为与PLCMS(L04-05A)育性恢复基因连锁的SSR标记,Ol13-E08-150 bp与育性恢复基因的遗传距离为5.13 c M。     

白菜生物钟相关基因BrPRR7的克隆及表达模式分析

白菜生物钟基因的识别及多拷贝间的分析将有助于解析多倍化基因组带来的更复杂生物钟调控机理。本研究通过同源克隆方法获得了位于大白菜A10染色体的BrPRR7a基因。生物信息学分析表明,该基因和位于A02染色体的另一个拷贝BrPRR7b基因的DNA序列主要差异存在于5’UTR和启动子区域。蛋白进化分析表明,BrPRR7a和BrPRR7b之间以及相对于拟南芥已经产生分化。烟草亚细胞定位结果显示,GFP-BrPRR7a融合蛋白的绿色荧光信号定位于细胞核,支持其作为转录因子的负调控能力。4个转录组数据集的分析表明,在BrPRR7基因对光暗导引和温度循环导引后的内源昼夜节律性方面,BrPRR7a比BrPRR7b到达转录高峰更早,且BrPRR7a比BrPRR7b的最大转录水平更高;BrPRR7a和BrPRR7b基因在轻度干旱处理下的最大转录水平有少量的上升,暗示了它们在干旱胁迫状态下对植物生命活动进行微调的潜在作用。综合以上结果,推测BrPRR7a和BrPRR7b基因在白菜中均保留了拟南芥生物钟AtPRR7基因的部分功能,此外,也具有潜在的进化出新功能的可能性。该研究为白菜生物钟基因的功能及分子调控机制研究奠定了一定的基础。     

小麦胁迫相关基因TaUCE2的克隆及表达模式分析

前期通过对耐旱小麦的RNA-Seq分析发现,转录本TRIAE_CS42_3DL_TGACV1_252817_AA0892160在干旱胁迫下表达量下降;通过克隆、生物信息学分析发现,该转录本包含一个444 bp的完整编码区,编码147个氨基酸,蛋白结构分析其含有一个UBC结构域,与山羊草泛素结合酶(E2)的氨基酸序列完全一致,证明该基因为泛素结合酶(E2)基因(Ta UCE2)。蛋白序列比对发现其第7、91、144位置处的氨基酸在单双子叶植物之间是特异的。进化分析发现该基因是在单双子叶植物进化后期分化的。荧光定量PCR分析表明,该基因响应ABA、干旱、高盐、低温的胁迫,在四种胁迫下,该基因在根中的表达量均降低。本研究为进一步分析泛素蛋白酶体途径在小麦逆境响应中的功能和机制奠定基础。     

新型叶用芥菜细胞质雄性不育系0912A的花药发育特征

采用石蜡切片方法,对叶用芥菜细胞质雄性不育系0912A及其保持系0912B的花药发育过程进行细胞学观察,以确定其花药败育的时期、方式和特点。结果表明:0912A不育系的败育形式多样,主要有花药发育受阻于孢原细胞分化期,无花粉囊的形成;部分花药在花粉母细胞期至单核小孢子期出现发育异常:有的花粉母细胞液泡化后浓缩解体,还有的花粉母细胞因绒毡层细胞径向肥大或液泡化而受挤压解体;有的花粉母细胞虽能进行减数分裂,但发育到四分体时期或单核时期细胞解体,花粉败育。同时对0912A的花器官形态进行观察,发现其雄蕊退化为细丝状,败育彻底。     

油菜细胞质雄性不育系1193A恢复基因SNP位点的TSP分析

油菜细胞质雄性不育杂种是当前油菜杂种优势利用的主要途径,而恢复基因的连锁标记研究对于恢复系的选育和改良至关重要。本研究基于前期研究结果设计引物对与油菜细胞质雄性不育系1193A恢复基因连锁的2个SNP位点进行TSP标记分析,以期建立一种简单高效易行的油菜雄性不育系1193A恢复基因的SNP分析方法。结果表明,设计的2对TSP标记引物扩增效果较好,可用来进行后续的研究分析。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系312A的选育及应用

利用双低自交系312为父本作为保持材料,通过与陕2A杂交,育成了一个新的不育系312A。该不育系育性稳定,在正常气温条件下不育性败育彻底。以312A配制的杂交组合杂种优势强,制种产量高、纯度好,用其配置的汉油8号通过了国家长江上游和陕西省的审定,目前正在西南五省推广。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系1193A的选育及分析

【目的】细胞质雄性不育系统是当前利用油菜杂种优势的主要途径,也是最重要的授粉控制系统之一,而利用远源杂交引入近源种胞质来获得异源细胞质雄性不育是发掘新型胞质雄性不育系和提高雄性不育育性稳定性的有效手段。【方法】本研究以新疆野生油菜与甘蓝型油菜湘油15号属间杂种后代为基础,通过多代回交育成了不育性稳定的油菜细胞质雄性不育系1993A。【结果】研究表明不育系1193A自交不结实,异交结实正常,具有典型的不育性状,恢保关系比较表明其与pol CMS具有不同的恢保关系,败育的时期主要发生在单核花粉期,在花药败育过程中绒毡层出现径向肥大和液泡化,挤压小孢子,最终导致花药败育。【结论】该油菜细胞质雄性不育系1993A不育性稳定彻底,与pol CMS是不同的细胞质雄性不育系。     

玉米ZmbZIP基因的克隆及表达模式分析

根据玉米碱性亮氨酸拉链(bZIP)基因EST序列设计引物,采用RT-PCR技术从玉米中克隆了一个ZmbZIP基因。研究结果表明:ZmbZIP基因cDNA全长1 300 bp,5′-非编码区长180 bp,3′-非编码区长226 bp,编码区长894 bp,编码297个氨基酸,预测分子量为32.4 KDa,等电点为9.39。氨基酸同源性分析发现,ZmbZIP与谷子的bZIP同源性较高。实时定量PCR检测表明,ZmbZIP基因的表达受脱落酸,干旱和高盐胁迫的诱导,不受低温诱导,说明玉米ZmbZIP基因可能参与玉米对逆境胁迫的应答。     

玉米ZmCIPK基因的克隆及表达模式分析

为了克隆玉米逆境胁迫应答基因,根据玉米CIPK基因EST序列设计引物,采用RT-PCR技术从玉米中克隆了1个ZmCIPK基因。结果表明,ZmCIPK基因cDNA全长1 776bp,5′-非编码区长249bp,3′-非编码区长177bp,编码区长1 350bp,编码449个氨基酸,预测分子量为50.64kDa,等电点为9.58。氨基酸同源性分析发现,ZmCIPK与高粱的CIPK同源性较高。实时定量PCR检测表明,ZmCIPK基因的表达受脱落酸、干旱、高盐胁迫和低温诱导,说明玉米ZmCIPK基因可能参与玉米对逆境胁迫的应答。     

辣椒胞质雄性不育系y92-1A的选育

利用2006年从海南三亚引进的M06A为不育源,以骨干自交系y92-1为父本,经杂交和多代回交育成胞质雄性不育系y92-1A及保持系y92-1B,不育株率及不育度均达100%,组配线椒组合杂种优势强,100%恢复,具有较高的利用价值.     

水稻细胞质雄性不育系02428A的选育及颖花退化分析

利用广亲和粳稻品系０２４２８对野败型籼稻细胞质雄性不育系珍汕９７Ａ连续回交，进行广亲和雄性不育系选育，获得了不育性稳定的０２４２８Ａ，测交表明该不育系具有很强的广亲和性和配合力，但在回交世代中出现了先于小孢子败育的颖花退化现象，遗传分析初步证明该种颖花退化是由野败型细胞质和０２４２８中所带的一对隐性基因互作所致。