K、V、T型小麦细胞质雄性不育系籽粒的醇溶蛋白分析

目的:通过对K、V、T型细胞质雄性不育系,保持系及其杂交种籽粒的醇溶蛋白进行A-PAGE分析,以寻找与细胞质雄性不育基因表达有关的特异蛋白。方法:A-PAGE电泳分析,凝胶浓度6.72%。结论:太911289不育系的电泳图谱与保持系相比在β区缺失一条谱带,但是在冀5418不育系的图谱中并未发现与保持系区别的谱带,这与小麦醇溶蛋白基因表达的品种特异性有关;通过对杂交种图谱的分析发现,杂交种图谱与其父本差异很大,具有很强的偏母性,同时各不育类型的杂交种间也存在一定差异。     

水稻雄性不育系花药微量热分析

采用LKB2277生物活性检测器,对核-质互作雄性不育水稻不育系紫稻A、野败型不育系珍汕97A,红莲型不育系红莲粤泰A和马协型不育系马协A等4个不育系以及1个保持系紫稻B的花药进行了37℃条件下等温呼吸曲线的测定,微量热分析结果表明,每一不育系都具有一特征曲线,等温曲线的幅度高低和走势与花药中花粉粒的败育程度呈睚相关,这与我们的细胞学观察结果相一致。以紫稻A败育最彻底,其呼吸曲线幅度最低,能量代谢最不活跃;余者呼吸曲线幅度递增,依次为珍汕97A,马协A,和红莲粤泰A,最后为紫稻保持系B。     

普通小麦T型和V型雄性不育系同工酶的比较研究

对不同发育时期花药的COD和POD同工酶电泳分析表明,T型不育系与其保持系、V型不育系与可育株以及两不育类型之间在COD同工酶图谱和酶活性方面的差异主要表现在单核期;而POD同工酶的差异则是在单核早期。     

水稻野败型细胞质雄性不育系和其保持系蛋白质多肽的比较研究

应用单向SDS—PAGE结合蛋白质铬银染色技术对水稻野败型细胞质雄性不育系珍汕97A和其保持系的叶绿体、线粒体和细胞质的蛋白质多肽进行了比较研究,发现两系之间存在明显的差异,生殖器官(穗子)上的差异比营养器官(叶片)上的差异更为显著。在成熟穗上,叶绿体可溶性蛋白不育系有25条带,保持系仅16条带,两者间有19个多肽不同;线粒体可溶性蛋白不育系有28条带,保持系比不育系少30.1和21.8KD两个多肽;细胞质可溶性蛋白丙酮沉淀物的水溶性蛋白组分不育系有24条带,保持系为29条带,两系间却有7条多肽存在差别;细胞质可溶性蛋白丙酮沉淀物的SDS-增溶性蛋白组分不育系有18条带,保持系只有11条带,两者间亦有7条多肽出现差异。由此可以看出,水稻野败型CMS表型的表达可能需要较多个基因的启动和关闭,既与叶绿体和线粒体有关,还涉及到核基因组的作用。     

小麦遗传型与生理型雄性不育花药蛋白质双向电泳分析

为了研究小麦雄性不育蛋白表达机制, 以具有异质同核的3个亲本: 即遗传型不育系ms(S)-西农1376、对应的保持系(A)-西农1376和生理型(化学杀雄剂SQ-1诱导)雄性不育系ms(A)-西农1376为材料, 利用IEF/SDS-PAGE凝胶电泳技术, 对发育到单核后期的花药全蛋白特异性进行了比较分析, 得到320~350个清晰的蛋白点。结果表明: 遗传型和SQ-1诱导的生理型不育系蛋白质图谱与正常保持系在蛋白质(多肽)表达量上存在一定的差异, 同时发现有几种蛋白质的表达有明显的特异性, 两个不育材料2D胶上共有几个明显的特异蛋白点, 而在保持系中未发现; 两个不育材料又分别具有自己的特异蛋白表达, 不育机理不同; 比较分析可知, 不育系中某些蛋白的表达受到了抑制, 并开启了与花药败育有关的特定蛋白的表达, 可能使物质能量代谢受阻,导致雄性不育的发生。     

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。     

利用醇溶蛋白和同工酶鉴别小麦亲本三系及杂种种子的研究

用改良的酸性电泳方法对L型杂种小麦及亲本三系的种子醇溶蛋白进行了研究,结果表明,用醇溶蛋白的酸性电泳可鉴别出杂种与父本及常规种之间的差异,而不能鉴别出不育系及相应保持系之间的明显差异。用酯酶,过氧化物酶,ATP酶的同工酶对供试材料幼苗做进一步检测,发现只有ATP酶同工酶能将L型不育系及相应保持系鉴别出来,单用同工酶法或醇溶蛋白电泳法都不能将L型杂种及亲本三系完全区分开。     

大豆雄性不育系与其保持系不同器官蛋白质比较

采用双向凝胶电泳技术对大豆质核互作雄性不育系NJCMS2A及其保持系NJCMS2B的种子、叶片和花药等不同器官蛋白质进行比较分析.结果显示,不育系NJCMS2A与其保持系NJCMS2B的花药2-DE图谱间存在较多差异表达蛋白点,种子2-DE图谱间仅有少量差异表达蛋白点,而叶片2-DE图谱间基本没有差异表达蛋白点.结果表明,不育基因表达具有时空性和器官特异性,与育性有关的蛋白主要在花药中表达.     

K、V、T型小麦细胞质雄性不育系叶绿体DNA的SSR分析及RuBP羧化酶活性比较

为了探讨小麦细胞质雄性不育(CMS)与叶绿体DNA(cpDNA)的关系,揭示CMS机理。以2套K、V、T型同核异质不育系(A)及其保持系(B)‘太911289’和‘冀5418’、育性恢复的F_1和各自的质供体粘果山羊草(Aegilops kotschyi)、偏凸山羊草(Aegilops ventricosa)、提莫菲维小麦(Triticum timopheevii)为试验材料,利用cpSSR引物对小麦cpDNA进行比较分析,筛选出代表不同胞质不育系的引物,探讨CMS与叶绿体的关系;同时测定由叶绿体DNA与核DNA共同编码的RuBP羧化酶的活性,为小麦K、V、T雄性不育类型的应用提供理论依据。结果表明:(1)K型、V型、T型不育系与保持系的cpDNA之间均呈现多态性,且不同的细胞质之间存在特异片段,这从DNA水平上提供了3类不育系胞质来源不同的证据,并分别找到5对和7对可以鉴定V型和T型不育系的特异引物。(2)除K型‘冀5418’与其胞质供体的cpDNA出现差异外,不育系与其胞质供体的cpDNA没有差异,而且不育系与其育性恢复的F_1代cpSSR扩增片段之间也没有差异,很好地遗传了其母本性状。(3)在起身期和开花期,不仅2套不育系的RuBP羧化酶活性显著高于保持系,且在不育系与恢复系杂交的F_1中,随着育性的恢复其RuBP羧化酶活性高于保持系而低于各自不育系;而在拔节期的不育系与保持系之间、不育系之间、以及F_1代与不育系和保持系之间的RuBP酶活性大小没有显著差异。这可能与拔节期主要是营养生长有关系。     

两个育性相关基因在几类小麦雄性不育材料中的表达研究

以1B/1R类K型不育系K3314A及其保持系3314B,非1B/1R类K型不育系732A及其保持系732B,YS温敏雄性不育小麦A3017为材料,提取不同温度处理下各时期小穗的总RNA进行反转录,对AY914051和AY660990两个目标基因进行半定量PCR和电泳分析,测定其在小麦中的表达变化趋势,以分析其与这几种不育系的育性相关关系,探讨这几种不育小麦败育的关键发育时期。结果表明,除AY914051基因在2种保持系3314B和732B中表达量变化不大之外,其它均有明显差异;2个目标基因与这几种雄性不育系的败育有关,但与育性相关程度不同,不育系两个目的基因的表达受温度变化影响程度明显大于保持系。由实验结果推测,1B/1R类K型不育系、非1B/1R类K型不育系和YS温敏雄性不育系的败育关键时期为单核期或单核期至二核期之间;温度差异可能会导致YS温敏雄性不育系的育性相关基因表达时期错位,错位后的表达差异积累可能最终导致其败育。     

细胞质雄性不育水稻幼穗和花粉发育期的蛋白酶活性变化

水稻细胞质雄性不育系珍汕97A,在花粉母细胞形成期以后可溶性蛋白含量迅速降低。单核期仅为花粉母细胞形成期的56％,二核期和三核期分别为花粉母细胞形成期的36．4％和30．3％。保持系珍汕97B虽在花粉母细胞形成期后可溶性蛋白含量降低,但在二核期则有所增高,表现为鞍形变化过程。在花粉母细胞形成期后,珍汕97A的酪蛋白水解酶活性增高,单核期为前一时期的1倍,而珍汕97B的酶活性增幅较小。第一次枝梗分化期珍汕97A的内肽酶活性较珍汕97B高,而雌雄蕊形成期两者的酶活皆降低。整个发育期中珍汕97A的内肽酶活性较珍汕97B高15％至55．5％。珍汕97A在幼穗第一次枝梗分化期时氨肽酶活性较珍汕97B高。第二次枝梗分化期后,不育系和保持系的氨肽酶活性均下降。但花粉母细胞形成期后,珍汕97A的氨肽酶活性迅速增高,三核期达最高水平,这可能意味着此时大量蛋白质被水解。蛋白酶类抑制剂的实验表明,在雌雄蕊形成期后不育系和保持系含有半胱氨酸型氨肽酶和约10％含金属型氨肽酶;而在三核期,保持系的氨肽酶则主要为半胱氨酸型。不育系三核期含有的BAPA内肽酶包括半胱氨酸型、丝氨酸型,以及部分含金属酶类;而保持系三核期的内肽酶仅为丝氨酸型。不育系肽酶类型的变化,可能反映酶基因编码的去抑制。     

紫稻(Oryza sativa L.)线粒体ATP合成酶 atp6 基因转录本 RNA 编辑

紫稻（Oryza sativa L.）细胞质雄性不育系紫稻A是本实验室构建的新型细胞质雄性不育系。本研究使用PCR、RT-PCR、DNA测序等技术,得到了紫稻细胞质雄性不育水稻不育系（樱香A）及其保持系（樱香B）线粒体atp6基因转录本cDNA序列。通过与基因组序列比对发现：樱香Aatp6cDNA序列中,没有发生RNA编辑;而樱香Batp6 cDNA序列中有16个编辑位点,在樱香B cDNA序列16个编辑位点位于15个密码子中,所编码的氨基酸均发生改变：在1003位点由C替换为T,导致原来编码谷氨酰胺密码子（CAA）成为终止密码子（TAA）,保证atp6 mRNA编码一个正常的ATP6多肽;而由于没有发生RNA编辑,樱香A mRNA就不能翻译成正常的多肽。研究表明,RNA编辑在合成正常的ATP6多肽的过程中具有至关重要的作用,同时也说明RNA编辑可能与细胞质雄性不育相关。     

紫稻(Oryza sativa L.)线粒体ATP酶atp9基因转录本RNA编辑

紫稻(Oryza sativa L.)细胞质雄性不育系是本实验室新构建的新型细胞质雄性不育系。本研究使用PCR、RT-PCR等技术,得到了紫稻不育系(樱香A)及其保持系(樱香B)线粒体atp9基因的基因组序列和cDNA序列。通过对这些序列的分析发现:樱香A atp9 cDNA序列中,没有发生RNA编辑;而樱香Batp9 cDNA序列中有2个编辑位点,在樱香B cDNA序列2个编辑位点中,223位点由C替换为T,导致原来编码精氨酸密码子成为终止密码子,保证atp9 mRNA编码一个"正常长度"的ATP9多肽。而由于没有终止密码子,樱香A mRNA就不能翻译成正常的多肽。上述研究表明,RNA编辑在生成正常的ATP9多肽的过程中发挥了重要作用,同时也说明RNA编辑可能与细胞质雄性不育相关。     

Mechanism of male sterility in Petunia

Summary The free amino acid contents in the anthers of male fertile, cytoplasmic male sterile (cms) and genic male sterile (gms) petunia lines were compared at different developmental stages of the male gametophyte. Quantitative differences in the amounts of free amino acids were found between the fertile and male sterile lines and between the cms and gms lines. The differences between the sterile lines were correlated with the different developmental stages at which the breakdown in microsporogenesis occurred. In the Rosy Morn (RM) cms line, where breakdown of microsporogenesis occurred at the end of prophase 1, there was an associated increase in asparagine and decrease in the other amino acids. In the RM gms line, in which breakdown occurred at the tetrad stage, an accumulation of asparagine in the anthers corresponded with an accumulation of glutamine beginning at prophase 1. Compared with fertile anthers, the sterile anthers accumulated much proline at the early meiotic stages, but no -aminobutyric acid. Comparison of the free amino acids of the fertile and the male sterile lines indicates that certain biochemical events leading to breakdown of microsporogenesis precede the observed cytological breakdown. The results from adding asparagine and glutamine to extracts of anthers at different developmental stages suggest that the amino acid balance may contribute to the changes in pH in the fertile and male sterile anthers which we observed previously.Contribution from the Volcani Center, Agricultural Research Organization Bet Dagan, Israel. 1972 Series, No. 2083 E.     

红莲型细胞质雄性不育（HL-CMS）水稻不育系与保持系中3个ANTs基因表达模式的比较

探讨红莲型细胞质雄性不育（HL-CMS）水稻不育系‘粤泰A’（‘YTA’）和保持系‘粤泰B’（‘YTB’）中3个腺苷酸转位酶（ANT）基因在三叶期根、茎、叶以及不同发育时期的幼穗中的表达模式。结果表明：ANT1和ANT2在‘YTA’和‘YTB’三叶期的根、茎、叶中的表达量都较高,而在生殖生长不同时期的幼穗中表达量较低。‘YTA’中ANT1在不同时期的幼穗中表达量都较低,而ANT2的表达量到穗生长期II的幼穗才较低。‘YTB’中ANT1在生殖生长的穗生长期III的幼穗有很高的表达。ANT3的表达水平在研究的各组织中的表达都较低,在‘YTB’穗生长期V的幼穗中表达最高。相对于‘YTA’,‘YTB’中只有ANT3在穗生长期III和穗生长期V的幼穗中呈现明显的优势表达;而相对于‘YTB’,‘YTA’中ANT2和ANT3在穗生长期I、ANT2在穗生长期VI幼穗具有明显的优势表达。3个ANTs基因在HL-CMS不育系‘YTA’和保持系‘YTB’不同组织及发育时期的表达模式的差异,暗示它们可能与HL-CMS水稻不育系和保持系的发育调控有关。     

温敏核不育水稻花药蛋白质组初步分析

采用固相pH梯度 SDS聚丙烯酰胺双向凝胶电泳对温敏核不育水稻 96 4 2S可育与不育条件下减数分裂期花药总蛋白进行了分离 ,通过银染显色 ,获得了分辨率和重复性较好的双向电泳图谱 .PDQuest 2DE图像分析软件可识别约 10 0 0个蛋白质点 .蛋白质点在 2D胶上的重复性为 :沿等电聚焦方向偏差为 1 4 5± 0 2 3mm(n =8) ,沿SDS PAGE方向偏差为 :1 15± 0 17mm(n =8) .对两种育性不同样品的 2D胶上部分共有的蛋白质点 ,采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱 (matrixassistedlaserdesorption ionizationtimeofflightmassspctrometry ,MALDI TOF MS)进行了肽质谱指纹图分析 .通过采用PeptIdent软件对SWISS PROT数据库的查询 ,有 5 0个蛋白质点在数据库得到归属鉴定 .对育性不同的2种样品 2D较上明显差异的蛋白质点进行了分析鉴定 .在不育变化为可育的过程中 ,明显表达上调的蛋白质点包括几丁质酶 ,酸性磷酸酶 ,胞浆激酶 ,谷蛋白前体 ,以及ESTSC72 61蛋白 ,明显下调的蛋白质包括β expansin前体 ,谷氨酸氨甲酰转移酶和 1种未知功能的蛋白质     

新型甘蓝型油菜温敏核不育系SP2S的花药发育解剖学观察

SP2S是西北农林科技大学选育的甘蓝型油菜温敏核不育系,本文采用半薄树脂切片、扫描电镜对SP2S及其可育近等基因系SP2F的花药发育及花粉形态进行观察比较,发现SP2S花药发育在减数分裂时期出现异常,单核花粉时期彻底败育。其主要特征是：减数分裂时期绒毡层已经径向肥大且出现大液泡,胼胝质不能及时降解,使得单核小孢子相互粘连在一起,小孢子无花粉壁的形成且细胞质物质逐渐降解,最后小孢子仅剩下空壳残留物,聚集在一起。SP2S败育特征与现有的核不育材料不同,表明其有可能是一种新型温敏核不育材料。     

温光型核雄不育小麦育性转换的温度敏感期和临界温度研究

多年人工气候箱和田间分期播种试验表明,小麦温光型隐性核雄不育两用系C49S育性温度敏感期较长,从花粉母细胞形成期到成熟花粉期都有一定程度的敏感性,其中最敏感的时期有两个,即花粉母细胞减数分裂期和小孢子中期,当减数分裂期温度与小孢子中期温度均较低时,C49S表现为高度不育,当其温度均较高时,C49S表现为高度可育;C49S高度不育的临界温度是关数分裂其平均最低温度（Tmin1）、小孢子中期平均温度（T2）和平均最低温度（Tmin2）,分别为8.5℃、13.5℃和10.5℃;C49S高度可育的临界温度是Tmin1 11.5℃、T2 15.0℃、Tmin2 12.5℃;对温光型核雄不育两用系在小麦杂种优势利用中的应用价值、条件及风险进行了综合评价。     

温光型核雄不育小麦育性转换的温度敏感期和临界温度研究

多年人工气候箱和田间分期播种试验表明,小麦温光型隐性核雄不育两用系C49S育性温度敏感期较长,从花粉母细胞形成期到成熟花粉期都有一定程度的敏感性,其中最敏感的时期有两个,即花粉母细胞减数分裂期和小孢子中期,当减数分裂期温度与小孢子中期温度均较低时,C49S表现为高度不育,当其温度均较高时,C49S表现为高度可育;C49S高度不育的临界温度是减数分裂期平均最低温度(Tmin₁)、小孢子中期平均温度(T₂)和平均最低温度(Tmin₂),分别为8.5℃、13.5℃和10.5℃;C49S高度可育的临界温度是Tmin₁11.5℃、T₂15.0℃、Tmin₂12.5℃;对温光型核雄不育两用系在小麦杂种优势利用中的应用价值、条件及风险进行了综合评价.