水稻红莲型细胞质雄性不育系与保持系mtRNA差异显示和差别片段的分析

将T4 RNA连接酶和AFLP技术特点相结合构建了适于mtRNA的差异显示方法 ,并比较了水稻 (OryzasativaL .)红莲型细胞质雄性不育系、保持系和杂种一代mtRNA的差异。在 4组引物对的选择扩增产物中共找到 6个差异片段 ,其中差异条带DTA为不育系仅有 ,条带DAB为不育系和保持系特有 ,而条带DBF1、DBF2 、DBF3 、DBF4 为保持系和F1杂种共有。这表明水稻红莲型不育系粤泰A与杂种一代泰优 2号mtRNA的差异大于保持系粤泰B和杂种一代泰优 2号mtRNA的差异。Northern杂交证实条带DTA在不育系、保持系和杂种一代的转录确有差异 ,表明它与红莲型细胞质雄性不育有关。条带DTA全长 2 5 9bp ,尽管未发现有同源序列和新的开放阅读框 ,但它可作为探针从cDNA文库中筛选全基因序列 ,进而寻找与细胞质雄性不育有关的开放阅读框架。     

水稻配子体,孢子体细胞质雄性不育系线粒体体外翻译产物的分析

对水稻配子体细胞质雄性不育系粤泰Ａ,保持系粤泰Ｂ,Ｆ１代泰优２号和孢子体细胞质雄性不育系珍汕９７Ａ,保持系珍汕９７Ｂ,Ｆ１代汕优６３及另一种孢子体细胞质雄性不育系马协Ａ,保持系马协Ｂ,Ｆ１代马协６３的黄化苗线粒体离体翻译产物进行ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析。结果表明：粤泰Ａ的线粒体比粤泰Ｂ,泰优２号少合成２条多肽,Ｂ与Ｆ１的带型相近,Ａ特异合成４０．７ｋＤ多肽;     

棉花转基因恢复系杂种F1小孢子发生的细胞学观察

对转gst基因棉花恢复系浙大强恢"配制的杂种F1(三系杂交棉)的成熟花药和花粉育性进行了研究.结果表明,在花药的长、宽、鲜重和成熟花粉粒的育性方面,浙大强恢"所配的F1和保持系DES-HAB277"接近,无显著性差异,但比受体恢复系DES-HAF277"所配的F1分别提高47.7%、61.8%、28.5%和39.6%.以不育系DES-HAMS277"和保持系DES-HAB277"的花药为对照,对浙大强恢"和受体恢复系所配的F1的小孢子发生进行了细胞学观察发现,不育系小孢子败育主要发生在造孢细胞增殖期和小孢子母细胞形成期,且在减数分裂期彻底败育,不能形成四分体;受体恢复系所配的F1在小孢子发生和雄配子形成的各个发育时期都有部分败育,平均败育率约为20%,且主要发生在小孢子母细胞减数分裂期和小孢子单核期;而浙大强恢"所配的F1与保持系一样,花药的发育、小孢子的发生以及雄配子的形成均正常.研究结果从细胞形态学方面证明gst基因对三系杂交棉具有防止部分小孢子败育和提高花粉育性的功能.     

利用RNA指纹技术分析大白菜胞质雄性不育相关基因的差异表达

采用改进的RNA指纹技术(RAP-PCR)对两套大白菜胞质雄性不育材料及其杂种F1花蕾的总RNA进行了分析, 通过对186条随机引物的筛选, 获得4个重复性较好的差异片段S47-412, S93-622, S176-343, S199-904, 并对其克隆、测序。根据各差异条带的测序结果合成长引物进行验证, S47, S93所对应的差异消失, 而S176, S199长引物验证的结果与RAP-PCR相似, 序列分析表明: S176-343, S199-904两差异片段均和油菜Polima不育胞质线粒体基因组orf224/atp6位点有着极高的同源性, 两差异片段序列部分重叠, 这说明两差异片段可能和大白菜胞质雄性不育有很高的相关性。     

BT型细胞质雄性不育水稻及其三系的线粒体DNA研究

用RAPD技术对BT型水稻胞质雄性不育系秀A及其保持系秀B、恢复系湘晴以及杂种F1代的线粒体DNA进行了比较分析。结果表明不育系与其保持系间存在显著差异;不育系与其F1之间mtDNA也存在差异。在引物OPJ－08的扩增产物中,秀A扩增出一条分子量为800bp的多态性片段,在引物OPK－10的扩增产物中,杂种F1扩增出一条分子量为900bp的片段。把这两片段回收、克隆并制备探针,OPJ－08800的Southern杂交结果显示不育系与其F1杂交图谱存在多态性;OPK－10900的Suthern杂交结果显示不育系与其保持系同存在差异。推测这两片段与育性可能有一定的联系。     

Quantitative Proteomic Analysis of CMS-Related Changes in Honglian CMS Rice Anther

Honglian (HL) cytoplasmic male sterility (CMS) is one of the rice CMS types and has been widely used in hybrid rice production in China. The CMS line (Yuetai A, YTA) has a Yuetai B (maintainer line, YTB) nuclear genome, but has a rearranged mitochondrial (mt) genome consisting of Yuetai B. The fertility of hybrid (HL-6) was restored by restorer gene in nuclear genome of restorer line (9311). We used isotope-code affinity tag (ICAT) technology to perform the protein profiling of uninucleate stage rice anther and identify the CMS-HL related proteins. Two separate ICAT analyses were performed in this study: (1) anthers from YTA versus anthers from YTB, and (2) anthers from YTA versus anthers from HL-6. Based on the two analyses, a total of 97 unique proteins were identified and quantified in uninucleate stage rice anther under the error rate of less than 10%, of which eight proteins showed abundance changes of at least twofold between YTA and YTB. Triosephosphate isomerase, fructokinase II, DNA-binding protein GBP16 and ribosomal protein L3B were over-expressed in YTB, while oligopeptide transporter, floral organ regulator 1, kinase and S-adenosyl-l-methionine synthetase were over-expressed in YTA. Reduction of the proteins associated with energy production and lesser ATP equivalents detected in CMS anther indicated that the low level of energy production played an important role in inducing CMS-HL.     

不结球白菜同源四倍体Pol CMS及其保持系花药发育的解剖学研究

以秋水仙素人工诱变获得的不结球白菜同源四倍体Pol CMS及其保持系为材料,采用石蜡切片法研究其花药发育过程.结果显示:四倍体Pol CMS与保持系花药发育差异明显,不育系花药发育受阻于孢原细胞分化期,不形成药室,属无花粉囊型.极少数温敏型花药能产生1~2个花粉囊,但四分体时期绒毡层提早退化,导致成熟小孢子数目减少.四倍体保持系花药发育过程与二倍体基本一致,同一时期的可育小孢子四倍体比二倍体大,二倍体花粉粒都为3个萌发孔,而四倍体多为4个萌发孔.四倍体保持系同一花粉囊中花粉粒发育有不同步现象,花粉粒败育频率比二倍体高.研究表明,不结球白菜同源四倍体Pol CMS比其二倍体Pol CMS不育更彻底,更具应用性.     

分子标记辅助选择改良水稻不育系臻达A及其杂交种的稻瘟病抗性

水稻抗稻瘟病基因Pi25是一个遗传传递能力强的广谱抗性基因。本研究以携带抗稻瘟病基因Pi25的BL27为抗源供体,与优质、配合力强、感稻瘟病的水稻保持系臻达B为受体亲本进行杂交、回交创制水稻抗病保持系新种质,再与臻达A测交和回交进行不育系转育,结合分子标记辅助选择和农艺性状筛选,获得3个抗性基因纯合、农艺性状和开花习性均与臻达A相似的改良不育系株系。利用福建省近年来致病性代表的22个稻瘟病菌株对3个改良不育系及其15个杂交种进行抗性鉴定,3个改良不育系的抗性频率为95.45%~100%,15个杂交种的抗性频率均达75%以上,而原始对照臻达A及其杂交种的抗性频率仅为54.55%和40.91%~63.64%。自然病圃诱发鉴定表明,3个改良不育系的叶瘟和穗颈瘟均为0级,表现高抗,而对照臻达A的叶瘟为5级,穗颈瘟为7级,表现感病;15个杂交种均表现良好的稻瘟病抗性。进一步分析比较15个杂交种的产量、农艺性状和稻米品质表现,结果表明臻达A-Pi25-3改良不育系的综合性状表现最优,继续回交转育,于2015年育成了稻瘟病抗性强、配合力好、群体整齐和性状稳定的不育系,命名为157A。研究表明,抗稻瘟病基因Pi25不仅在水稻不育系臻达A的遗传背景下的抗性表达完全,且在不同水稻恢复系测交种的背景下同样表现出较高水平的抗性,说明抗性基因Pi25对不育系稻瘟病改良的效果明显。创制的新不育系157A的稻瘟病抗性显著提高,还基本保留了原来不育系高配合力等优良特性,为选育高产、优质、抗病杂交稻新品种提供了不育系新种质。