辣椒胞质雄性不育分子生物学研究进展

文中对辣椒胞质雄性不育的来源、分子标记、基因分布和定位、基因克隆和表达等方面的最新进展进行了综述,并对分子生物学在辣椒胞质雄性不育方面的应用前景进行了展望。     

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。     

辣椒胞质雄性不育的研究进展

对目前国内外已报道的胞质雄性不育的来源、败育的细胞学、生化研究结果进行了综述。其胞质雄性不育源大多来自自然突变,后经回交转育出不育系和保持系。雄性败育大多发生在四分体形成之后至单核花粉粒形成之前。可观察到不育系花药绒毡层细胞发育过程中异常膨大,不育系花药部分酶活性的异常变化,不育系花药营养物质的积累少等,而表现出不育。     

辣椒胞质雄性不育系转育的关键技术

人工转育不育系是辣椒胞质雄性不育系选育的主要方法,为实现不育系、保持系、恢复系的三系同型,以期选育出更多优良的辣椒三系杂交品种,在测交后代群体育性分离的前提下,研究总结出了转育辣椒核质互作雄性不育系、同型保持系和同型恢复系的方法,该方法不仅能转育辣椒雄性不育系,而且可选育出同型恢复系,大大扩展了其他同源不育系恢复父本的...     

辣椒黄绿苗胞质雄性不育系生化特性研究

研究了辣椒黄绿苗胞质雄性不育系YBM-A6、保持系YBM-B6及96-140绿苗的花蕾和叶片可溶性糖、可溶性蛋白质含量以及SOD、POD、CAT活性变化。结果表明:YBM-A6花蕾中可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量明显少于保持系,且呈减少趋势,而不育系YBM-A6叶片中可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸变化趋势与保持系YBM-B6及96-140变化趋势相同;YBM-A6花蕾及叶片CAT活性均低于其保持系;SOD和POD活性则高于其保持系。说明上述物质含量和酶活性变化可能与黄绿苗胞质雄性不育系YBM-A6的不育有关。     

玉米C型胞质互作雄性不育系的不育机理及恢复性研究

文章主要从分子机制、细胞学和恢复性机理三方面对C型胞质互作雄性不育系进行了阐述,以期全面总结这三方面的研究成果,为C型不育系的进一步研究和应用提供理论参考,同时提出研究的的进一步设想。     

辣椒胞质雄性不育（CMS）不育系的转育技术研究

纯合自交系的CMS基因类型有N（msms）、N（MsMs）、S（MsMs）3种;N（Msms）、S（Msms）2种基因型后代会出现分离,根据不同CMS基因型的特点,从理论和实际上探讨了不同的基因型最快速有效的转育技术,并成功利用此技术转育了10对不育系及其相应的保持系。     

大白菜胞质雄性不育系和保持系同工酶及可溶性蛋白质分析

以育成稳定多代的大白菜胞质雄性不育系（Ｃ丙１６）和保持系（Ｂ１０）为试材,以盛花期的根、茎、叶、花蕾、花以及结英期的黄熟种英为试样,采用聚丙烯酰胺凝酰胺凝胶垂直板电泳技术,分析了酯酶同工酶（ＥＳＴ）、过氧化物酶同工酶（ＰＯＤ）、α－淀粉酶同工酶（α－ＭＡＹ）以及可溶性蛋白质的谱带差异。结果表明,不育系和保持系的同工酶、可溶性蛋白质存在谱带增减,谱带活性强燕变化和酯酶同工酶的器官特异表达等差异。结果     

应用分子标记筛选辣椒雄性不育恢复系研究

利用SCAR 引物对359 份未知育性的辣椒进行恢复基因的鉴定,结果显示,有35 份材料有恢复 基因特异条带,占比9.75%。恢复基因主要分布在小果型的辣味型品种和部分长果型（牛角形、羊角形）品种 中。品种果实越大（横径越大）恢复基因越少,出现育性不稳定的比例也越高,即雄性不育系与亲缘关系较近 的品种杂交易恢复,与亲缘关系较远的品种杂交易保持相一致。     

玉米多胞质雄性不育系冀257的选育研究

利用玉米雄性不育系不仅可以提高种子纯度，免去人工去雄；而且在制种隔离区安全、父本种子纯度高的情况下，父本种子可以连用，减少隔离区数目，降低制种成本。因而能够充分、持续地保持杂种优势。大量研究和实践表明，利用不育化制种，是大规模生产高纯度杂交种子的有效途径。因此，开展玉米雄性不育的研究、利用十分必要。     

辣椒核型雄性不育系小孢子发生的细胞形态学研究

以辣椒核型雄性不育两用系AB154和AB兖1691为试材,对不育株和可育株小孢子的不同发育时期进行了细胞学比较分析。结果表明不育株小孢子败育发生在四分体小孢子形成以前,靠近小孢子的一层绒毡层细胞在小孢子母细胞期已解体,其余绒毡层细胞在花粉粒成熟期仍然结构完整;可育株绒毡层在单核花粉粒期开始解体,花粉粒成熟期时完全解体。不育株花药药隔维管束发育滞后于可育株,退化却早于可育株。部份绒毡层提前解体和药隔维管束发育异常使小孢子正常发育所需要的营养物质供应受阻,可能是造成小孢子败育的重要原因。     

辣椒CHS基因表达的定量分析及与雄性不育的相关性

为了揭示辣椒胞质雄性不育(CMS)机制,以辣椒胞质雄性不育系9704A和其相应保持系9704B为材料,对其花蕾转录组进行了Solexa测序,经过生物信息学分析鉴别出1个花药特异性表达的查尔酮合酶基因(CHS),该基因在保持系9704B中的表达水平为其对应不育系9704A的16倍;克隆后的序列比对分析表明,该基因属于CHS基因家族,与菸草花药特异表达的同源基因CHSLK的同源性达90%;用实时荧光定量RT–PCR对9704A和9704B的根、茎、叶中CHS基因的表达进行了定量分析,结果表明该基因在2种材料的茎中几乎不表达,在9704B的根和叶中表达量也极低,证实了在正常情况下该基因只在辣椒花药中有较高水平的表达;对不育系的定量PCR结果表明,CHS基因在9704A的根和叶中有异常的较高水平表达,结合其在花药中的低表达,推测辣椒不育系中CHS的异常表达可能与其CMS性状相关。     

辣椒种质资源的遗传多样性分析

利用RAPD分子标记技术对90份辣椒种质资源遗传多样性进行分析,从200个RAPD引物中筛选出10个引物分别对供试材料的DNA进行扩增,共扩增出70个位点,其中多态性谱带38条,多态性程度为54.3％.平均每个引物产生7条多态性谱带,每个引物可扩增出4～9条,谱带大小为100～2000 bp.对RAPD结果进行聚类分析...     

影响辣椒花药胚状体发生的因素

对17个辣椒基因型材料进行了花药培养,分别研究了基因型、激素组合、高温预处理、接种时间对辣椒花药胚状体发生的影响。结果表明,不同基因型辣椒花药培养差异较大,其中,最易产生胚状体的是海花三号;添加合适的激素配比也可以提高辣椒花药培养效果,0.1 mg/L BA+0.5 mg/L NAA+1.0 mg/L KT是辣椒花药胚状体诱导培养最适宜的生长调节剂组合;接种后35℃高温预处理6~10 d可大大提高胚状体诱导率;2—3月接种的花药最易出现胚状体。     

五彩椒(Capsicum annuum L.)的组织培养研究

以抗寒性较强的五彩樱桃椒为试验材料,对观赏椒的组织培养进行了研究。试验表明,最佳外植体为茎尖,茎尖的最佳消毒时间为3min;最佳诱导培养基为MS+6-BA5mg·L-1+NAA1mg·L-1;最佳分化培养基为MS+6-BA5mg·L-1+NAA0.1mg·L-1,最佳生根培养基为1/2MS+IBA0.25mg·L-1。     

辣椒雄蕊雌化的形态解剖学特征

采用形态解剖和石蜡切片法,对雄蕊雌化辣椒花和果实发育过程进行观察。形态学观察结果表明,雌化 花芽较正常花芽肥大,雌化雄蕊可结实但非常小,位于正常辣椒果实果柄处。另外有部分雄蕊雌化和雄蕊全部雌化 两种突变体。显微切片结果显示,雌化雄蕊原基呈扁平叶状突起,后期发育成类似心皮的叶状体,边缘靠合或缝合形 成类似边缘胎座的子房。雄蕊在雌化过程中,形态上表现不同程度雌化,并且表现出一系列的中间过渡类型。另外雌 化“子房”内有“胚珠”,并且雌化雄蕊的“胚珠”与正常子房中的胚珠相似。     

卫星搭载处理后辣椒突变系的分子生物学分析

[目的]为了从生化与分子水平上研究卫星搭载后辣椒突变后代的遗传变异性。[方法]对卫星搭载后的辣椒种子返地种植,经田间初步筛选,采集生长期顶端嫩叶,对SP1~SP4代进行蛋白质的SDS-PAGE电泳和RAPD检测分析。[结果]卫星搭载后辣椒叶片中的蛋白发生了变异,与对照有明显差异,SP2代起蛋白条带比对照增加了2条,分子量分别为15.0 kD和27.0 kD,且这种变异能够稳定遗传。RAPD分析表明,所用45个随机引物中有6个引物扩增出了条带,其中5个引物扩增出了特异条带。卫星搭载后的辣椒植株DNA突变程度为:S23=7.2%,S27=1.6%,S33=2.4%,S62=3.2%,S68=13.6%。突变后代在DNA水平上与对照存在差异,说明突变体基因发生了点突变或染色体互换、缺失。[结论]该研究对于辣椒空间育种具有重要的指导意义。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育恢复基因的分子标记及定位

以甘蓝型油菜恢复系CP015和不育系77A构建的F2群体为供试材料,运用RAPD,SSR和AFLP 3种标记技术,对甘蓝型油菜恢复基因进行分子标记和图谱定位。在260条RAPD引物、185对SSR引物、58对AFLP引物中,在两亲本间筛选多态性高的RAPD引物121条,SSR引物128对,AFLP引物组合26对,进一步通过BSA法筛选,获得了与甘蓝型油菜恢复基因Rf连锁的1个RAPD标记S1009-750和1个AFLP标记E5M11-150,标记与基因Rf之间的遗传距离分别为4.9cM和8.6cM。     

辣椒EST-SSR标记的开发与验证

从NCBI数据库下载118 900条辣椒相关EST,对其进行SSR位点搜索,共搜索出3 343条SSR,分布密度为1/17.20kb,共有287种重复基元。在辣椒EST-SSR中,二核苷酸(1 476个SSR)和六核苷酸(1 128个SSR)占主导地位,所占比例分别为44.15%和33.74%;出现最多的重复基元是GA/TC,占总数的14.30%,其次为CT/AG(94个,占8.11%)。针对3 343条含有SSR的EST设计合成了200对引物。用17份辣椒种质对200对引物进行筛选,196对引物有扩增产物,71对引物表现出多态性,共有220个多态性位点。利用71对多态性引物,对特定亲本P181-2-6和P230-2-5及其杂种一代F1的亲缘关系进行检测,结果说明从辣椒相关EST数据库中开发的SSR引物有较好的可用性。     

辣椒雄性不育系选育及遗传研究

用1986年在8633辣椒株系中发现的雄不育株,进行测交、连续回交和父本株自交,育成了灯笼椒、羊角椒、线辣椒等不同类型的雄性不育系和相应的保持系,并筛选出恢复系。在测交过程中,发现不同品种对雄性不育的保持能力有明显差异。不育系的花明显小于保持系,不育系花药瘦小、干瘪,花粉粒无或极少,碘化反应不着色或着色极浅。扫描电镜观察表明不育系花药、花粉粒形态和表面结构异常。雄性不育属核质互作型,细胞核中有一对隐性基因控制雄不育性。雄性不育系基因型为 Smsms,保持系的基因型为 Nmsms。