红麻RPT4全长cDNA的克隆及其在红麻花药中的表达

[目的]克隆红麻细胞质雄性不育系与保持系花药中差异表达蛋白RPT4相应基因的cDNA全长,分析该基因在花药中的表达.[方法]采用同源克隆法和RACE技术相结合,从保持系L23B花药总RNA中克隆RPT4全长cDNA.通过半定量RT-PCR检测花粉小孢子败育前,败育期间和败育晚期该基因在不育系和保持系间花药中的表达差异.[结果]克隆得到1 596 bp的cDNA全长,最长开放阅读框(ORF)1 197 bp,编码398个氨基酸的肽序列;该蛋白与蓖麻中直系同源蛋白的相似性最高,达91.93%,内含3个模体Walker A、Walker B和arginine finger的保守域,暗示其具有复杂多样的重要功能.RPT4的mRNA在红麻不育系和保持系花药中均有表达,但在四分体前(败育前),不育系和保持系中的表达量一致;在小孢子单核期(败育期),不育系花药中的表达量比保持系中的低;而小孢子双核期(败育晚期)的表达变化则相反.[结论]RPT4参与红麻小孢子的发育过程,可能具有与红麻细胞质雄性不育相关的复杂分子功能.     

辣椒小孢子发育时期与花器形态特征相关性分析

采用石蜡切片法对4个不同类型辣椒品种小孢子发育时期与花器形态特征进行了相关性分析。结果表明:辣椒小孢子发育共分为四分体时期、小孢子时期(单核早中期、单核靠边期和双核期)和成熟花粉粒3个时期。辣椒小孢子发育时期与花器形态特征密切相关,同一辣椒品种小孢子各发育时期的花蕾和花药大小差异显著,不同辣椒品种小孢子处于同一发育时期的花蕾和花药大小也存在差异,可通过花蕾和花药形态特征来确定小孢子发育时期。     

辣椒核型雄性不育小孢子发育时期生化特性的初步研究

以2份辣椒核型雄性不育两用系为试材,对不育株与可有株小孢子不同发育时期花药的部分生化特性进行了比较分析,并初步探讨了这些生化特性的异常与不育性表达之间的关系。结果表明：花药中的过氧化物酶活性从小孢子母细胞期以后不育株明显高于可育株,过氧化氨酶活性从小孢子母细胞时期开始不育株明显低于可育珠;可溶性蛋白含量从小孢子母细胞期以后不育株明显低于可育株。     

陆地棉“洞A”转录因子GhbZIP1的克隆及表达分析

结合RACE技术与hi-TAIL PCR技术克隆得到1个新的棉花bZIP转录因子的cDNA序列,暂命名为GhbZIP1。该基因包含1个完整的包含471bp的开放阅读框,编码156个氨基酸。GhbZIP1蛋白具有典型的bZIP保守结构域,与拟南芥等植物bZIP1蛋白的保守区相似性较高,推测棉花GhbZIP1与拟南芥AtbZIP1功能类似。此外,qPCR分析表明GhbZIP1基因在"洞A"可育株花药的4个主要时期(小孢子单核早期、小孢子单核期、双核期及花粉形成期)的表达均明显高于不育株。由此提示,GhbZIP1基因可能与棉花雄性不育相关。     

辣椒小孢子发育时期与花器形态的相关性

为了直接从花蕾大小或花药的形态特征来判断小孢子的发育时期,对辣椒小孢子发育时期的细胞学,以及小孢子不同发育时期与花萼特征、花蕾大小和花药颜色的关系进行了研究。结果表明,辣椒小孢子发育经四分体时期、单核期和双核期,各时期特征明显。辣椒小孢子发育时期与花蕾的外部形态特征、花药颜色密切相关。供试辣椒品种的小孢子处于单核靠边期时花蕾纵径在4.253-5.074 mm,花蕾横径在4.191-5.367 mm,花瓣与花萼等长或稍长,花药长度在2.020-2.565 mm,花药宽度在0.982-1.417 mm。辣椒同一花蕾小孢子发育存在一定程度的渐续性即不同步。依据花器官形态特征可判断小孢子的发育时期,从而确定花药培养最佳时期所对应的选蕾标准。     

辣椒花蕾外部形态与小孢子发育时期的相关性

为探索一种直接从辣椒花蕾外部形态特征判断小孢子发育时期的方法,以不同的3种果型(品种)辣椒为材料,对不同大小的花蕾和花药形态进行比较,并对其小孢子进行染色观察,寻找小孢子发育时期和花蕾外部形态的相关性。结果表明:1)辣椒小孢子发育经四分体时期、单核期及双核期3个时期,这3个时期特征明显,其中单核期又分为早中期和单核靠边期。2)花蕾的纵横径在4个发育时期之间表现为极显著差异;不同发育时期的花药大小差异显著,但花药长宽比不显著;小孢子处于单核靠边期时,花蕾的纵径和横径分别为0.626 3~0.798cm和0.369 7~0.593cm,花冠和花萼等长或稍长;花药长宽分别在0.320 7~0.403 3cm和0.123 3~0.221 3cm。花药呈深紫色。3种果型的辣椒小孢子发育时期均与花蕾的纵横径有一定的相关性。     

樱桃萝卜核质互作雄性不育系细胞学形态观察

利用石蜡切片法,结合光学显微镜技术对樱桃萝卜核质互作雄性不育系不育株和对应保持系可育株的花药发育过程进行细胞形态学观察,观察结果表明:不育株与可育株在花粉母细胞时期差别不大;不育株的花药小孢子母细胞进入减数分裂期后,可以形成正常的四分体,绒毡层出现排列异常,单核小孢子期绒毡层细胞液泡化,绒毡层细胞向中间挤压小孢子,小孢子因得不到足够的空间和营养来源,最终在开花前发生败育导致小孢子完全解体.     

大白菜快速碱化因子BrRALF1的克隆与特征分析

利用cDNA-AFLP技术分析大白菜核雄性不育"两用系"AB02可育株(msms)和不育株(Msms)花蕾的基因表达谱,在可育株混合花蕾cDNA中扩增出1条特异表达条带TDF-3,通过RACE和RT-PCR技术克隆了该基因的cDNA全长序列.序列分析表明,该基因编码大白菜快速碱化因子,被命名为BrRALF1;BrRALF1全长cDNA序列为551bp,编码1个包含79个氨基酸残基的前体蛋白;前体蛋白N末端1～28位为信号肽,成熟蛋白含有保守的YIXY结构域、YXRGC结构域和4个半胱氨酸残基;预测BrRALF1蛋白含有5个翻译后修饰性位点.表达模式分析表明.BrRALF1在可育花的花丝、花药、雌蕊、萼片、花瓣中均表达,其中在花药中表达量最高;BrRALF1表达在不育株上受到强烈抑制.     

红麻TIR1基因克隆及其表达载体构建

[目的]分析红麻运输抑制剂响应蛋白1(TIR1)基因在不同组织和不同发育时期花药中的表达情况,并构建其超量表达载体和干扰载体,为研究该基因在雄蕊发育中的调控功能打下基础.[方法]根据红麻花药转录组数据,利用生物信息学方法,克隆TIR1基因cDNA序列,实时荧光定量PCR(qPCR)分析TIR1基因在红麻保持系722B和不育系722A根、茎、叶及不同发育时期花药中的表达情况,并构建超量表达载体和干扰载体.[结果]TIR1基因的开放阅读框(ORF)为1761 bp,编码586个氨基酸(GenBank登录号KY613992).qPCR检测结果显示,与不育系722B相比,不育系722A TIR1基因在四分体期花药中呈显著下调表达(P<0.05,下同),在茎和双核期花药中呈显著上调表达,在单核期花药中极显著上调表达(P<0.01);而在根和叶中,保持系722B和不育系722A中TIR1基因表达水平差异均不显著(P>0.05).超量表达载体pBI121-GFP-TIR1和干扰载体pART27-pK-Tz-Tf构建成功.[结论]红麻TIR1基因编码一个富含亮氨酸重复的F-box蛋白.红麻不育系722A的单核期花药TIR1基因表达较保持系722B极显著上调表达,可能与花药败育有关.构建的超量表达载体和干扰载体,可用于红麻TIR1基因功能及其与雄蕊发育的关系研究.     

三色堇小孢子发育时期与花器形态相关性分析

研究三色堇小孢子不同发育时期与花蕾大小和花药颜色的相关性,以期直接从花蕾大小和花药形态判断小孢子的发育时期。结果表明：三色堇小孢子发育经过四分体时期、单核前期、单核中期、单核靠边期和二核期共5个时期,各时期特征明显。三色堇小孢子发育时期与花蕾的外部形态和花药颜色密切相关,单核靠边期时,花蕾的长度与其他时期比较差异显著,花药的颜色与形态也与其他时期存在着显著的差异,而花蕾的横径、纵横径比值和花瓣长的差异却不显著。通过花器官形态判断小孢子的发育时期．可以为三色堇单倍体育种接种材料的选择提供依据。     

西葫芦花蕾纵横径长度与小孢子发育关系研究

【目的】研究西葫芦小孢子发育时期与花蕾纵径长度、横径长度和纵横径比之间的关系,找到一种能够快速准确判断小孢子发育时期的方法。【方法】以“春玉2号”为试材,采集第3位次雄花花蕾,测量其纵径、横径长度,计算纵横径比,观察对应的花蕾小孢子发育时期,寻找它们之间的相关性;同时观察不同位次上雄花小孢子的发育时期,比较各位次在小孢子相同发育时期花蕾纵径和横径长度的差异性。【结果】花蕾纵径长度和横径长度在四分体时期为0.95～1.05 cm和0.48～0.52 cm,在单核早期为1.06～1.15 cm和0.53～0.55 cm,在单核中后期为1.16～1.25 cm 和0.56～0.59 cm,在双核期为1.26～1.35 cm和0.60～0.63 cm,小孢子各发育时期间花蕾纵横径长度均存在显著差异;“春玉2号”前7个位次上雄花小孢子相同发育时期的花蕾纵径长度或横径长度之间最大差值均为0.04 cm,位次间差异不显著。【结论】“春玉2号”小孢子处于单核靠边期时,小孢子细胞膜和细胞壁加厚,细胞中出现大液泡,细胞核被挤到细胞的一侧,靠近细胞壁;小孢子发育时期与花蕾纵径长度或横径长度存在相关性,植株前7个位次上任何一朵雄花花蕾的纵径长度或横径长度均可作为判断小孢子发育时期的依据。     

光敏核不育水稻花药中Ca2+分布及其与花粉育性的相关性研究

 【目的】研究光敏核不育水稻花药发育过程中Ca2+分布与花粉败育的关系。【方法】采用焦锑酸钾沉淀法,研究光敏核不育水稻农垦58S和可育品种农垦58N花药发育过程中药隔、药壁和花粉细胞中Ca2+的分布变化。【结果】不育花药与可育花药中Ca2+分布有很多差异：（1）可育花粉细胞表面逐渐积累丰富的Ca2+沉淀,花粉壁发育完全,细胞质中Ca2+很少;而不育花粉细胞表面Ca2+较少,花粉壁形成异常,细胞质中积累丰富的Ca2+沉淀。（2）不育花药绒毡层提前启动解体,且解体过程十分缓慢;不育花药较可育花药提前形成乌氏体,但其表面无Ca2+沉淀直至单核晚期才有明显分布,且数量少于同期可育花药。总体上看,除乌氏体以外,不育花药各壁层细胞中的Ca2+沉淀多于可育花药。（3）花药发育过程中,药隔组织中的Ca2+沉淀逐渐增多,同期相比,不育花药多于可育花药。【结论】光敏核不育水稻绒毡层细胞提早解体及乌氏体功能异常,导致Ca2+向药室的运输发生障碍,致使花粉表面缺乏Ca2+而引起花粉外壁形成不正常;花粉发育后期细胞质内积累大量Ca2+是花粉败育的主要因素之一。     

石竹雄性不育系小孢子形成过程的细胞学观察

 【目的】研究石竹不育系与可育系小孢子形成过程的异同。【方法】利用压片及石蜡切片等方法观察石竹雄性不育系与可育系小孢子发育过程。该不育系（H-37B）是通过在石竹自交6代的自交系中发现的1株雄性不育株与可育株经过连续杂交和2代回交获得的不育系（H-37B）。【结果】可育系小孢子发育经历了造孢细胞、小孢子母细胞、四分体等时期,最后发育成花粉。不育系败育现象在造孢细胞增殖期、小孢子母细胞减数分裂期以及四分体至单核期都有发生。石竹可育花粉外形饱满,圆形,生活力强;而不育花粉外形空瘪,不规则,无生活力。【结论】绒毡层的异常发育是导致小孢子败育的主要原因。     

加工番茄小孢子细胞学发育时期与花器形态相关性研究

【目的】在单倍体育种中,分析加工番茄花器官形态,鉴定小孢子发育时期,为花药离体培养外植体的选择提供理论依据。 【方法】以加工番茄(杂交组合C1、C2和C3)为材料,研究小孢子不同发育时期的花器形态与细胞学形态。【结果】加工番茄小孢子发育时期与花器官形态密切相关,同一品种不同小孢子发育时期花器官形态不同;C1花蕾长度在小孢子单核靠边期大于其它 2个杂交组合;相同小孢子发育时期不同杂交组合花器形态基本相同。【结论】加工番茄杂交组合C2和C3花蕾长度为5.00~5.99 mm ,C1花蕾长度为6.00~6.99 mm时小孢子发育时期为单核靠边期。单核靠边期细胞学特征为细胞呈正圆形,细胞核靠近细胞壁和显现萌发孔。花器形态为花蕾膨大、微微张开、萼片黄绿色,花药颜色为黄绿色易剥离。     

小白菜小孢子发育与花器官形态相关性

通过DAPI染色观察不同大小的小白菜花蕾内小孢子发育外部形态结构特征及细胞学特征变化,以确定花粉发育时期,找出小孢子发育时期和花外部形态结构相关性,为花药或小孢子培养提供细胞学证据。研究结果表明：小白菜小孢子发育经过二分体时期、四分体时期、单核靠边期、单核居中期、2-胞花粉和3-胞花粉时期,各时期特征明显;且各发育时期与花蕾及花药外部形态密切相关,其中单核靠边期时花蕾纵径为 2.68~3.80 mm,横径为1.91~2.19 mm,花药纵径为 1.76~2.39 mm,横径为 0.64~0.82 mm,花药颜色为浅黄绿色,此时期适合花药、小孢子培养;因此可根据小白菜花蕾形态、大小和小孢子发育时期的相关性,确定花药、小孢子培养最佳时期的选蕾标准。     

一个玉米细胞质雄性不育系的鉴定及遗传分析

【目的】阐明新育成的雄性不育系农系928cms-Q1261的胞质类型、败育时期和遗传机制,为其育种应用提供依据。【方法】将不育系在不同年份、不同地点种植,鉴定育性表现,通过测交、姊妹交、反交对不育性的遗传进行分析,利用特异引物进行PCR扩增鉴定胞质类型,通过石蜡切片法在光学显微镜下观察小孢子发育过程。【结果】农系928cms-Q1261雄穗无花药外露,花粉败育彻底,不育性表现稳定;质不育基因来自自交系Q1261,为S型;核不育基因来自农系928,由1对隐性基因控制;小孢子从单核晚期开始自溶,成熟期完全降解;自交系郑58能保持其不育性。【结论】农系928cms-Q1261属于S型不育胞质,是一种无花粉型的细胞质雄性不育系,其恢复系广泛。     

小麦TaBG的克隆及其在花药开裂中的潜在功能

[目的]β-葡萄糖苷酶(4-β-D-glueosidase,BG)是一种水解酶,可以从糖聚合物或寡聚糖中水解糖苷键释放出非还原性糖基,对控制花药开裂具有重要作用.小麦光温敏雄性不育系BS366在不育环境下花药不开裂,在可育环境下花药开裂或不完全开裂.从BS366中克隆TaBG,分析其在花药开裂中的潜在功能,为进一步解析...     

茄子栽培种与水茄杂种无性系花粉发育及其对愈伤组织诱导的效应

【目的】研究不同花粉发育时期及不同外植体接种前处理方法对愈伤组织诱导的效应,为茄子栽培种与水茄杂种无性系再生体系的建立奠定实践基础。【方法】以杂种无性系的花药为外植体,研究花蕾的外部形态与花粉发育时期的相关性;使用不同浓度的NaClO和 HgCl2对花蕾进行消毒,分别将外植体置于4 ℃和36 ℃下0、2、4、6、8 d,筛选最佳的花药发育时期、消毒方法及预处理方法。【结果】当花药长度在5.6-7.3 mm时,花药愈伤组织的诱导率最高,达32.5%,此时的小孢处于单核中晚期;70%酒精消毒30 s后,再用5% NaClO＋两滴吐温-20消毒15 min,污染率为4.0%,死亡率为4.0%;高温预处理6 d可显著提高花药愈伤组织诱导率。【结论】花蕾长度8.3-10.5 mm,花药长度5.6-7.3 mm,使用70%酒精处理30 s后用5% NaClO＋两滴吐温-20消毒15 min的消毒方法及36 ℃处理6 d的愈伤诱导效应最好。