水稻线粒体atpA基因的克隆及其与细胞质雄性不育的关系

本研究以水稻BT型细胞质雄性不育系秋光和相应的保持系秋光为材料,提取线粒体DNA,用限制性内切酶完全酶解,以玉米线粒体atpA基因和波菜叶绿体atpA基因作为探针,进行分子杂交,将保持系线粒体atpA基因定位在3.5kb的Bam HI酶切片段上,并且以pBR322为载体,克隆了这一片段,另外,在Bam HI完全酶解普带的杂交结果中,不育系线粒体基因组中有两条阳性杂交带,分别是3.5kb和2.9kb,而保持系线粒体基因组中只有3.5kb一条阳性杂交带,因而认为水稻不育系线粒体基因组中可能有两个atpA基因拷贝,而相应的保持系线粒体基因组中只有一个atpA基因拷贝。     

水稻线粒体atpA基因的克隆及其与细胞质雄性不育的关系

本研究以水稻BT型细胞质雄性不育系秋光和相应的保持系秋光为材料，提取线粒体DNA，用限制性内切酶完全酶解，以玉米线粒体atpA基因和波菜叶绿体atpA基因作为探针，进行分子杂交，将保持系线粒体atpA基因定位在3.5kb的Bam HI酶切片段上，并且以pBR322为载体，克隆了这一片段，另外，在Bam HI完全酶解普带的杂交结果中，不育系线粒体基因组中有两条阳性杂交带，分别是3.5kb和2.9kb，而保持系线粒体基因组中只有3.5kb一条阳性杂交带，因而认为水稻不育系线粒体基因组中可能有两个atpA基因拷贝，而相应的保持系线粒体基因组中只有一个atpA基因拷贝。     

一种新型甜菜胞质雄性不育系的分子生物学鉴定

对通过种间杂交获得的两种胞质雄性不育系甜菜(命名为Cl和M,其细胞质来源分别为Beta cicla Turkey和Beta maritima)和通常的Owen型胞质不育系甜菜(简称作S)以及这3种不育系通用的保持系(简称N)进行了线粒体基因组的RFLP和RAPD对比分析.结果表明Cl与S相比线粒体组织结构具有明显的差别.用6种异源线粒体基因作探针对6种限制性内切酶片段进行Southern杂交分析,发现Cl和S线粒体基因组之间存在明显多态性.但S和M之间却异乎寻常地表现一致.RAPD分析验证了Cl和 S之间的差异,此外,在Cl中发现 3种 4.2 kb大小的特异存在的RNA分子.根据结果认为Cl是一种不同于S的新型细胞质不育系.用RAPD方法也找到了S与M之间差异.酶切结果表明N与3个不育系的mtDNA非常相似.但在杂交和RAPD分析中均找到了N系的特异片段.这些片段是否与育性相关尚有待分析.     

向日葵细胞质雄性不育系线粒体基因组atpA位点的研究

对21种向日葵细胞质雄性不育(CMS)品系的线粒体基因组atpA基因位点处的DNA分子变异进行了分析和研究。首次通过基因组DNA及mtDNA与一含有部分atpA基因和orf H522的4.1kb探针Southern分子杂交分析及mtDNA限制性内切酶图谱分析证明,在atpA基因位点区域有4种DNA序列存在于21种细胞质雄性不育品系中。首次指出在向日葵CMS品系中即使细胞质来源相同,不育基因却有多种存在形式,并通过实验结果推测了导致细胞质雄性不育的机理。     

用线粒体DNA鉴定玉米雄性不育细胞质的研究

参照Kemble法,通过分析玉米线粒体DNA,鉴定出我国生产上应用的玉米双型和唐徐型雄性不育细胞质属于S组。近年新获得的不育类型Y型属于T组,为玉米种子生产合理应用雄性不育细胞质提供了可靠依据,并对鉴别玉米雄性不育细胞质的方法进行了讨论。     

甘蓝型油菜细胞质雄性不育系301A线粒体不育基因片段分析

提取细胞质雄性不育系301A、212A和'陕3A'及其共同保持系'中双2号'线粒体DNA,根据已报道的Polima油菜细胞质雄性不育相关基因orf224序列设计引物,对3种不同来源的线粒体DNA PCR产物进行分析.结果显示,这3种甘蓝型油菜细胞质雄性不育材料所获得片段序列完全一致,且与已报道的Polima油菜线粒体中细胞质雄性不育相关基因orf224序列完全相同.研究表明,不育材料301A从分子角度讲属于Polima系统,不育系301A、212A和'陕3A'线粒体中与细胞质雄性不育相关线粒体基因片段orf224具有高度同源性.     

水稻线粒体DNA的提取和纯化

继玉米细胞质雄性不育在生产上利用以来,我国杂交稻的大面积推广种植对我国粮食增产起了巨大的作用,并推动了对细胞质雄性不育的深入研究。玉米和高梁雄性不育的研究表明,细胞质雄性不育是由线粒体基因组编码的。Levings等人发现玉米正常的和细胞质     

水稻细胞质雄性不育系和保持系的线粒体COⅠ、COⅡ基因组织结构差异的分析

我们研究了水稻珍汕97不育系和保持系的线粒体DNA的PstⅠ、HindⅢ、BamHⅠ酶切电泳带型,发现了不育系和保持系的线粒体DNA分子结构的显著不同,而不育系和保持系的叶绿体DNA的HindⅢ酶切片段没有差异。以线粒体的细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ、Ⅱ(COⅠ、COⅡ)基因为探针,与珍汕97不育系、保持系的叶绿体、线粒体DNA酶切片段进行分子杂交,证明叶绿体DNA没有COⅠ、COⅡ基因的同源顺序,发现不育系和保持系COⅠ、COⅡ基因有组织结构上的差异,但不能确证这些差异是否与细胞质雄性不育有关。     

细胞质雄性不育高粱叶绿体 ndh D 基因的序列变异

片段SAAU－02 700特异地扩增自7种具可育细胞质的高粱材料的总DNA,含有叶绿体psa C(88bp)和ndh D(192bp)基因的部分序列。该片段与Eco Ri HindⅢ酶切的总DNA,线粒体DNA和叶绿体DNA杂交,在总DNA中获得了0.74kb的杂交带,而在叶绿体中获得0.74kb和0．45kb两条杂交带。与线粒体DNA无杂交;与经Hae Ⅲ酶切的总DNA杂交,在不育系中获得4．9kb的杂交带,而保持系的杂交带为4．45kb。参考GenBank中高粱的近缘物种玉米叶绿体基因组的序列,构建了ndh D基因区的酶切位点图谱,借此分析得出高粱不育系的叶绿体ndh D基因序列已发生改变。这种变异与高粱细胞质雄性不育反生的关系正在探讨中。     

玉米线立体类质粒的克隆和鉴定

S型细胞质雄性不育玉米的线粒体类质粒S-1为一个长6.4kb的双链线状DNA分子。本文对基本上全长的S-1（只用限制内切酶PstI在两端各切掉128bp）在pUC18和pBR322两种质粒中进行了克隆得到4种杂合的质粒。限制性酶切图谱证明它们分别是S-1以不同方向克隆在两种质粒中的结果,Southern印迹杂交也证明S-1克隆在pBR322中.     

叶绿体DNA(ctDNA)与细胞质雄性不育性

本文通过DNA的热变性分析,和利用限制性核酸内切酶(EcoRI、BamHI)消化ctDNA,根据ctDNA热变性微分熔解曲线和在单向Agarose凝胶电泳及含变性剂浓度梯度双向电泳,比较并分析了玉米、小麦和油菜的不育系及其相应的保持系的ctDNA。结果首次成功的揭示了这3种植物的不育系ctDNA与其保持系的ctDNA之间存在着明显差异。作者认为,在长期进化过程中,叶绿体基因组在核苷酸序列方面出现了某些变异,这种变异可能破坏叶绿体与细胞核以及线粒体之间的固有平衡,从而可能导致细胞质雄性不育性的形成。     

鲤鱼、鲫鱼肌细胞线粒体DNA的限制性内切酶酶切图谱比较

鲤鱼肌细胞线粒体DNA经限制性内切酶Bam HI和Eco RI酶切后,皆被切成3个片段;鲫鱼肌细胞线粒体DNA经上述两种限制性内切酶酶切后,皆被切成2个片段。通过琼脂糖凝胶电泳对这些片段进行测定,并分别画出它们的酶切图谱。鲤鱼肌细胞线粒体DNA的分子量约为10.50×10~6道尔顿,有16.99千碱基对;鲫鱼肌细胞线粒体DNA的分子量约为9.40×10~6道尔顿,有15.21千碱基对。     

普通小麦Ｔ型细胞质雄性不育系及其保持系线粒体ＤＮＡ的比较研究

以小麦Ｔ细胞质雄性不育系７５－３３６９Ａ和相应保系７５－３３６９Ｂ为材料,用限制性内切酶ＢamHⅠ、EcoRⅠ、hINDⅢ完全酶解,以Ｏenothera mtDNA qtp6,小麦线粒体基因nad3/rps12、cos1为探针进行Southern杂交,杂交结果表明,７５－３３６９Ａ和 75-3369B在这３个基因上或附近有显著的组织结果差异,推测这些差异可能影响了线粒体基因组的正常功能,最终引起了７５－３３６９Ａ雄性不育。     

水稻孢子体细胞质雄性不育系线粒体DNA的RAPD分析

利用200个10nt随机引物对水稻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、恢复系明恢63和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的线粒体DNA进行PCR扩增。在36℃的退火温度下,有132个引物扩增出了清晰的、重复性较好的条带。同一组合内的不育系同保持系、恢复系之间线粒体DNA随机引物扩增产物的多态性明显高于不育系与F1代。不育系与F1代线粒体DNA的扩增产物也存在多态性。一些特异性的差异片段可能与水稻CMS相关。     

达乌尔鼠兔和高原鼠兔肝脏线粒体DNA的限制性内切酶图谱的比较研究

达岛尔鼠兔肝细胞线粒体DNA(mtDNA),经限制性内切酶HindI、HindII,EcoRI和BamHI酶切后分别产生5、4、3、2个片段。通过琼脂糖凝肢电泳对这些片段进行测定,并画出其酶切图谱。高原鼠兔肝细胞mtDNA经限制性内切酶EcoR I和BamH 1酶切后,分别产生4、2个片段,对其片段的分子量也进行了测定。测定结果,达乌尔鼠兔肝细胞mtDNA的分子量为10.25MD(兆道尔顿)．大小为16.25kbp(千碱基对);高原鼠兔肝细胞mtDNA的分子量为9.31MD,大小为l5.066kbp。并对两种鼠免的限制性内切酶片段进行了比较讨论。     

核质互作型雄性不育的机理

雄性不育性,其中一种是由于核基因和胞质基因共同作用决定的,故称为核质互作型雄性不育性. 这种雄性不育性的遗传物质基础是细胞质中胞质基因发生了突变,也就是Pr~+(能育)突变成Pr~-(不育).核基因Rf(能育)突变rf(不育).基因组合Pr~-(rf rf). 胞质基因与核基因如何互作而使雄性不育呢?学者们研究得比较深入的还是玉米雄性不育性遗传.核基因在玉米的第一对染色体上位点是23,为隐性遗传.胞质基因有的是在线粒体上.线粒体的化学成分有单链环状DNA,据有人研究,有mRNA,还有rRNA.他们相互关系的模型如图1. 线粒体蛋白M是保证线粒体结构的正常蛋白质;Ps是线粒体上合成M的结构基因;pr~+是     

细胞质雄性不育水稻线粒体基因组的RFLP分析

利用RFLP技术,比较研究了在农业生产上广泛应用的9种细胞质雄性不育体系的线粒体基因组,结果表明：1）9种水稻雄性不育细胞质的遗传相似性变化范围为0．615～1．000。所有配子体雄性不育细胞质的遗传相似性变化范围为0．6431．000,其中QXA,DY1A和YM15A这3种细胞质的遗传相似性为1．000。所有孢子体雄性不育细胞质的遗传相似性为1．000,2）在配子体细胞质雄性不育水稻中,用3个探针（atpa,atp9＋nad6,cox2）与2种内切酶（HindⅢ,BamHⅠ）的组合未发现不育系与保持系之间的多态性,但在探针atp6,cob,和had2的杂交带型中找到了不育系和保持系之间的一些差异。YTA和YTB在5个探针．内切酶组合（atp61HindⅢ,coblHindⅢ,atp61BamHⅠ,coblBamHⅠ,nad21BamHⅠ）中存在差异。3种细胞质（QX,SJ,DY1）的不育系和保持系之间的差异是相同的,都出现在atp6／HindⅢ,atp6／BamHⅠ,cob／BamHⅠ等3个组合中。YM15A和YM15B在4个组合（atp6／HindⅢ,atp6／BamHⅠ,cob／BamHⅠ,nad2／BamHⅠ）中存在差异。LYA和LYB的差异出现在cob／HindⅢ,cob／BamHⅠ,nad2／BamHⅠ这3个组合中;3）在孢子体细胞质雄性不育水稻中,所有不育系的带型是一样的,所有保持系的带型也一样。不育系和保持系的差异出现在atp6／HindⅢ,cob／HindⅢ,atp6／EcoR,Ⅰcob／EcoRⅠ,cox1／EcoRⅠ,atp6／BamHⅠ,cob／BamHⅠ,cox1／BamHⅠ,cox2／BamHⅠ等9个组合中。这些结果在分子水平上揭示了9种雄性不育细胞质的线粒体基因组存在结构多样性,并为其细胞质雄性不育分子机理的研究打下了基础。     

高粱A1型细胞质雄性不育系与保持系线粒体基因组分析比较

线粒体基因组易位是导致作物细胞质雄性不育(Cytoplasmic male sterility,CMS)性状产生的重要遗传机制。比较高粱A1型细胞质雄性不育系与保持系线粒体基因组,寻找易位区为克隆高粱A1型细胞质雄性不育相关基因奠定基础。以高粱A1型细胞质雄性不育系Tx623A和其保持系Tx623B为试验材料,采用二代Illumina Hiseq结合三代PacBio测序技术,对2个样品的线粒体基因组进行组装,比较和分析不育系和保持系基因组结构和基因差异。高粱Tx623A和Tx623B线粒体基因组大小分别为449 727 bp和452 772 bp,预测编码开放阅读框(Open reading frame,ORFs)分别为147和145个,且两基因组特有基因分别为8个和6个。两线粒体基因组共线性比较分析,发现存在一个57 kb的基因组片段易位的结构变异(Structural variation,SV)区域,该易位区可能与A1型细胞质雄性不育有关。Tx623A和Tx623B线粒体基因组中易位区为高粱A1型细胞质雄性不育基因克隆提供了基因组信息。     

在玉米线粒体基因组内的叶绿体DNA序列

目前,研究家们发现除了在核基因中具有叶绿体DNA片段外,在许多种高等植物的线粒体基因组中也具有叶绿体DNA序列。采用限制性内切酶进行研究发现,在玉米线粒体基因组内至少存在三个重要的叶绿体DNA序列:(i)1,5-二磷酸核酮糖羧化酶的大亚     

玉米黄早4雄性不育系、保持系过氧化物酶同工酶的比较研究

在玉米黄早4雄性不育系、保持系的10个组织(叶、根、茎、芽鞘、胚轴、苞叶、穗轴、花丝、雌蕊、花药)中共检测出18种正、负极向过氧化物酶,其中有7个组织不育系与保持系间过氧化物酶没有差异,只有在3个组织中(叶、茎、花药)不育系与保持系间的过氧化物酶存在差异,说明玉米黄早4雄性不育系及保持系的过氧化物酶可能由细胞核基因编码。不育系与保持系个别组织内过氧化物酶存在差异,可能是由于核内编码过氧化物酶的基因表达异常所引起,而这种表达异常,可能是与不育系中不育细胞质基因调控核基因的表达有关。