辣椒细胞质雄性不育相关基因的克隆与表达分析

以辣椒细胞质雄性不育系21A及其相应保持系21B为试材,根据辣椒细胞质雄性不育相关基因orf456序列设计特异引物,对21A及21B的基因组DNA进行特异性扩增,获得了不育系特有的目的条带,克隆测序表明其大小为292bp,命名为CMS292。采用QRT-PCR方法,研究了CMS292分别在蕾期、盛花期对根、茎、叶和花蕾中的表达水平的影响,以期探索雄性不育相关基因的表达机制。结果表明:该基因只在不育系中表达,并且在所检测的组织中都有表达;蕾期根和花蕾中的表达量明显高于茎和叶,盛花期根和叶中的表达量高于茎和花蕾;从蕾期到盛花期根、茎和花蕾中的表达量呈下降趋势,而叶中的表达量呈上升趋势,推测CMS292控制辣椒花药中蛋白的表达,引起小孢子败育,进而导致雄性不育。     

辣椒胞质雄性不育系与保持系蕾期基因表达差异分析

 利用cDNA-AFLP差显技术比较分析了辣椒细胞质雄性不育系及其保持系蕾期基因的表达差异, 获得了19条阳性差异转录片段, 其中在不育系花蕾中特异表达的有4条, 在保持系花蕾中特异表达的有15条。通过对19条差异片段进行序列同源性分析与功能分类, 结果表明: 在不育系花蕾中特异表达的其中3条与番茄和烟草线粒体、核糖体代谢相关基因有很高的相似性; 在保持系花蕾中特异表达的12条能找到与其相似性较高的序列, 这些差异片段代表的基因涉及转录调控、防卫和胁迫反应、电子传递和能量途径、DNA或RNA代谢、蛋白质代谢、转运通道、未知或假定蛋白等。推测辣椒细胞质雄性不育的发生可能受到多种代谢途径的共同调控。     

胡萝卜atp9基因的克隆表达及细胞质雄性不育的相关性研究

以胡萝卜及其它植物atp9基因序列信息设计引物,分离并克隆了胡萝卜细胞质雄性不育相关的线粒体基因片段,并利用半定量RT-PCR和Real-time PCR技术研究了该基因在不育系和相应保持系中的表达情况.结果表明:与保持系相比,atp9基因在不育系中发生了若干碱基的置换及缺失;基因表达分析表明,不育系atp9基因在花蕾的前3个发育时期表达量明显较低,并在大花蕾期超过了保持系,但是在盛花期其表达量又低于保持系.推测at p9基因的结构变异和异常表达与胡萝卜细胞质雄性不育有着密切关系.     

辣椒CMS型雄性不育系与保持系花期叶片蛋白质组分析

采用双向凝胶电泳和计算机辅助分析方法,比较辣椒细胞质雄性不育系W9A与保持系W9B花期叶片蛋白质组,发现不育系与保持系花期叶片存在蛋白质(多肽)的差异,可能与细胞质雄性不育的形成有关。     

辣椒细胞质雄性不育系9704A花药发育的细胞学观察

 对辣椒雄性不育系9704A及其保持系9704B的花药发育过程进行了显微结构和超微结构观察。结果表明：保持系9704B的绒毡层属于腺质型;不育系9704A的成熟花药的药隔维管组织发育正常,该不育系属于孢子体败育型,花药绒毡层细胞的核膜在花粉母细胞的细线期消失,核裂解成块分散到细胞质中,并最终消失,解体后的绒毡层类似于变形型绒毡层的周原质团进入花粉囊,渗入花粉母细胞周围,并与花粉母细胞粘连在一起,使花粉母细胞不能继续进行减数分裂形成四分体,花药的中层细胞不退化。     

干制辣椒雄性不育系与保持系间多态性InDel标记的筛选

以3对干制辣椒雄性不育系以及相应保持系(15005A,15006B;16011A,16012B;16063A,16064B)为试材,采用InDel标记的方法对干制辣椒雄性不育系与保持系间进行检测,以期筛选出干制辣椒雄性不育与保持系间存在多态性的标记。结果表明:在44个InDel标记中,仅有一个标记CIDH776在3对不育系和保持系间存在一致的多态性,该标记在不育系中分别扩增出约为600bp和650bp左右的DNA片段,而在相应保持系中均未扩增出相应条带。初步认为,分子标记CIDH776可用于干制辣椒雄性不育系与保持系间的分子标记辅助鉴定。     

辣椒细胞质雄性不育基因对不育系及杂交一代农艺性状和生化特性的影响

 研究了两个不育系与它们各自的保持系间, 及其分别与恢复系的杂种一代间农艺性状和花蕾、叶片中生化物质含量间的差异。结果表明, 不育系杂种和保持系杂种在株高上的差异达到了显著水平。花蕾和叶片中过氧化物酶活性不育系高于保持系, 不育系杂种显著或极显著高于保持系杂种。花蕾中游离脯氨酸含量不育系小于保持系, 不育系杂种极显著小于保持系杂种。花蕾和叶片中IAA 含量不育系低于保持系, 不育系ABA 含量在叶片中高于保持系, 在花蕾中低于保持系。细胞质雄性不育基因对杂种一代内源激素IAA、ABA 和ZRs 含量影响的规律不明显。     

洋葱S型细胞质雄性不育相关基因的挖掘及分子标记开发

以洋葱（Allium cepa L.）S型细胞质雄性不育系和保持系材料为试材,对洋葱线粒体全基因组中的58个开放阅读框（ORF）进行差异表达分析,发现了一个表达差异片段orf393。采用实时荧光定量PCR技术,利用洋葱S型细胞质雄性不育系和保持系的根,叶片,花茎以及花粉母细胞、四分体、单核花粉粒、成熟花粉粒等4个发育时期的花蕾对orf393进行时空表达分析。结果表明：orf393在洋葱S型细胞质雄性不育系的根、叶片、花茎和4个发育时期的花蕾中均有表达,尤其是在四分体时期花蕾中表达量最高,之后恢复到营养生长时期的表达水平,但在保持系中未见其表达,这表明orf393是组成型表达,可能与洋葱的花粉发育存在某种关联。利用orf393在S型细胞质雄性不育系和保持系之间的序列差异,开发了一个稳定可靠的鉴别洋葱细胞质类型的SCAR分子标记GXX393。     

洋葱T型细胞质雄性不育与花蕾ATP含量的关系

以洋葱T型细胞质雄性不育系8-43A、保持系8-43B和恢复系8-43-57C为试材,采用萤火虫荧光素酶检测技术,分析花蕾不同发育时期三磷酸腺苷(ATP)的含量变化,研究洋葱T型细胞质雄性不育与花蕾ATP含量的关系。结果表明:在整个花药发育过程中的各个阶段,保持系和恢复系的花蕾之间ATP含量均无显著差异,不育系花蕾ATP含量均极显著低于保持系和恢复系,尤其在花粉粒成熟早期,仅为保持系和恢复系的1%;花粉粒成熟早期,不育系花蕾ATP含量下降到不足四分体时期的1/10,说明花药发育通过单核期后耗费了组织内大量的ATP,更重要的是ATP的产生可能出现了障碍;洋葱T型细胞质雄性不育系花蕾ATP含量极显著低于各时期的可育株,可能是导致其雄性不育的原因。     

辣(甜) 椒细胞质雄性不育系减数分裂和雄配子发生过程

 运用减数分裂制片技术和石蜡切片法观察了辣椒细胞质雄性不育系21A 和保持系21B 以及甜椒细胞质雄性不育系金A 和保持系金B 减数分裂和雄配子发生的整个过程。结果表明, 不育系和保持系都能进行正常减数分裂, 中期I 的染色体构型为9 个环状二价体和3 个棒状二价体, 后期I 和后期II 都均等分裂, 形成了正常的四分孢子(n = 12) 。保持系的四分孢子经过单核和双核期后形成成熟花粉粒。雄性不育系从小孢子单核靠边期开始异常, 绒毡层细胞径向异常膨大, 挤压花粉粒, 致使小孢子在形成双核之前完全裂解, 导致不育。     

辣椒雄性不育系的农艺性状和花器形态观察

对辣椒雄性不育系9704A及其保持系9704B的农艺性状、花器形态进行了观察。观察结果表明,9704A的株高、株幅、主茎长和侧枝数均显著高于其保持系;9704A花瓣、花萼长度以及花药长、宽均显著小于其保持系,且花药中无花粉粒存在或花粉无活性。可见,9704A在辣椒杂种优势育种上具有较好的应用价值。     

簇生朝天椒雄性不育系及保持系的花器官及生理特性研究

以簇生椒不育系‘001A’和同型保持系‘002B’为材料,观察花器官的形态差异,研究不同器官和不同花蕾发育时期不育系与保持系的能量物质含量和保护酶活性的差异,以探索CMS型簇生椒物质代谢与雄性不育之间的关系,从理化方面研究簇生朝天椒不育系‘001A’的败育机理。结果表明:不育系‘001A’花药干瘪、无花粉、花器比正常花器小、柱头露出花药,而保持系‘002B’花药饱满,柱头不外露。不同植株器官和不同开花时期均存在保持系‘002B’中的游离脯氨酸、可溶性糖、蛋白质含量高于不育系‘001A’;各个开花时期不育系‘001A’的丙二醛含量高于保持系‘002B’,植株茎和叶的丙二醛含量表现则相反。辣椒不同植株器官均存在保持系‘002B’中的CAT活性高于不育系‘001A’,SOD活性表现则相反;在各个开花时期不育系‘001A’的POD、SOD活性均显著高于保持系‘002B’,而不育系‘001A’的CAT活性显著低于保持系‘002B’。因此,不育系花药中营养物质的缺乏和保护酶间的异常,是导致簇生朝天椒CMS花粉败育的关键。     

科技文摘

正大葱细胞质雄性不育系及保持系线粒体基因组RFLP分析为分析现有大葱(Allium fistulosum L.)不育系及保持系的基因多态性,该研究利用限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)技术对5个大葱不育系及4个保持系的线粒体基因组进行了对比分析,利用线粒体基因保守序列探针线粒体F0ATP合成酶复合物亚基6(ATP synthase F0subunit 6,atp6)、NADH脱氢酶亚基     

红菜薹细胞质雄性不育系的农艺性状调查及POD同工酶分析

通过对新型甘蓝型油菜雄性不育材料（EruCMS）细胞质雄性不育系、红菜薹保持系俞优以及二者杂交获得的红菜薹早代异源细胞质雄性不育系材料进行农艺性状调查和POD同工酶分析得出：三者在植株形态上没有显著差异,但在花器官性状方面存在极显著差异|三者的POD同工酶分析存在谱带增减、活性强弱变化和器官特异表达差异,花和花蕾则是不育系和保持系间生化差异最大的器官,叶片和薹次之、叶柄差异不明显。     

辣椒不育系3198A雄性不育性状的遗传分析

辣椒(Capsicum annuum L.)是我国第二大蔬菜作物,而雄性不育性状是辣椒杂交种选育中最重要的性状之一。该研究利用辣椒不育系3198A和恢复系3414-3-5的杂交后代F2分离群体249个植株,在观察花药形态的基础上,对花粉育性的分离情况进行了遗传分析。结果表明:不育系、恢复系、保持系三者的花药形态存在明显的差异,不育系的花药瘦小无花粉,恢复系、保持系的花药大而饱满,成熟花粉中充满淀粉粒;F2代花粉育性分离结果分析表明,辣椒雄性不育系3198A的雄性不育性状受到3对隐性核基因的控制,且存在光温敏不育基因。该研究结果将有助于进一步研究辣椒光温敏雄性不育的遗传特性,分离并选育出光温敏不育系,加速辣椒杂交种的推出。     

辣椒细胞质雄性不育系和保持系SSH-cDNA文库的构建

以辣椒细胞质雄性不育系A1、A5为驱动方(driver),以其相应的保持系B1、B5为测验方(tester),利用抑制差减杂交技术构建了1个辣椒细胞质雄性不育保持系表达基因的正向差减cDNA文库。从差减文库中筛选到189个阳性单克隆,经高密度点阵膜杂交筛选和测序分析,共获得了42条表达序列标签(ESTs)。BLAST比对分析后,得到了35条有比对结果的序列,其中包括26条已知功能基因序列和9条未知功能基因序列,已知基因功能多与基础物质代谢、胁迫应答、信号转导等方面有关;有7条ESTs没有比对结果,可能代表一些新基因。     

辣椒雄性不育与花蕾内源激素含量变化的关系

本文采用间接酶联免疫(间接ELISA)测定技术测定、比较了辣椒雄性不育系，保持系和恢复系花蕾发育过程中内源激素IAA、GA3、IPA和ABA的变化。结果表明：不育系和保持系内源激素含量动态变化差异明显；不育系内源激素的相对含量随着花蕾的发育下降，保持系和恢复系的相对含量前期上升，后期下降，提示辣椒花蕾发育过程中前期内源激素的异常变化可能与小孢子败育有关。     

萝卜细胞质雄性不育系与保持系光合特性和呼吸特性的比较试验

对萝卜雄性不育系及其相应保持系的光合作用和呼吸作用进行了比较.结果表明:萝卜雄性不育系叶片的叶绿素含量与保持系稍有差别,但其光合能力正常.不育系早期花蕾的呼吸强度和保持系没有差异,中后期花蕾的呼吸强度则低于保持系.不育系叶片和各个时期花蕾的抗氰呼吸强度明显低于保持系,显示了雄性育性与抗氰呼吸强度有密切的关系.     

两种辣椒雄性不育系主要农艺性状对比分析

为了解两种辣椒雄性不育系的农艺性状,对细胞核雄性不育系G06-77-2A、细胞核质互作雄性不育系C06-77-2A及两个不育系的可育系G06-77-2B的株高、开展度、花蕾、雄蕊、雌蕊等方面进行对比分析。结果表明,(1)不育系除在株高和开展度较可育系大之外,其他性状和可育系基本一样;(2)雄性不育系的花蕾及雄蕊干质量都小于其相应的可育系,而雌蕊有异常膨大的现象,这一规律细胞核质互作不育系较细胞核不育系更突出,果实没有显著性差异。可见,辣椒细胞核质互作不育系C06-77-2A及细胞核雄性不育系G06-77-2A的整体性状好,个体间表现基本一致,能够运用于不育性状的回交转育亲本或选配杂交一代亲本。     

萝卜细胞质雄性不育与内源激素平衡关系的研究

利用酶联免疫测定技术研究了萝卜金花薹细胞质雄性不育系75A及其保持系75B幼根、叶和花蕾中内源激素之间比值的变化。结果表明:与保持系相比,不育系IAA/ABA、IAA/ZR和IAA/GA值大幅度降低,而GA/ZR和GA/ABA值除个别时期外均高于保持系。可见,萝卜小孢子的败育与内源激素平衡的破坏有关。