水稻细胞质雄性不育相关基因orf290功能域的初步研究

[目的]探讨线粒体基因orf290主要功能结构域与水稻配子体细胞质雄性不育的关系。[方法]利用生物信息学方法,分析ORF290功能结构域,构建其不同功能结构域的表达载体,完成遗传转化,采用碘-碘化钾染色法观察阳性植株的花粉育性及小穗育性,统计分析ORF290功能结构域与育性的关系。[结果]与保持系相比,各功能结构域的转基因植株农艺性状的差异不明显,花粉育性及自然结实率均有所降低,35S::orf290(T_0代)、35S::Rf1b 5'-orf290(T_1代)、35S::Rf1b 5'-orf216(T_0代)和35S::orf216(T_0代)花粉育性(结实率)分别为:50. 7%(46. 5%)、33%(42. 15%)、38. 7%(37. 9%)和60. 8%(50%)。[结论]结果表明orf290是细胞质雄性不育相关基因,且ORF290功能结构域位于C端,N端具有线粒体定位信号。     

水稻红莲型不育系雄性配子发育过程中线粒体功能基因转录本的编辑位点研究

RNA编辑普遍存在于高等植物线粒体中,是线粒体产生功能蛋白所必不可少的过程。以红莲(HL)型水稻细胞质雄性不育系粤泰A、保持系粤泰B及杂种红莲优6四分体时期的花药、单核花粉和二核花粉为材料,研究了线粒体功能基因———atp6、coxⅡ及嵌合基因orfH79转录本的编辑位点。结果表明,atp6转录本的编辑能力明显受到恢复基因的影响。atp6转录本在不育系中不被编辑或部分编辑,而在引入了恢复基因的杂种一代中,其编辑能力均大幅提高。coxⅡ转录本在3个材料中编辑状态没有差别,而嵌合基因orfH79在各个材料中均不被编辑。由此推测,红莲型水稻细胞质雄性不育与atp6转录本编辑能力的基本丧失紧密相关。     

基于具有多茎环特征GA-SVM的人类pre-miRNA的预测研究

MicroRNA（miRNA）是一类长度约为21 nt的非编码RNA,在动植物中发挥着重要而广泛的转录后调控作用. 现有的计算预测方法通常不能很好地识别具有多分枝茎环二级结构的pre miRNA.为进一步提高对pre miRNA的预测精度,本文在以往研究的基础上,新引用了一类多茎环生物学特征,将遗传算法（GA）与支持向量机（SVM）结合以进行特征选择,同时优化SVM分类器模型参数（c,g）,并对数据集的不平衡性进行处理,构造出新的分类器.本文采用人类pre miRNA作为研究数据集,通过5折交叉验证,实验结果显示,新的分类器能够有效地提高预测精度.     

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。     

红莲型细胞质雄性不育性与线粒体渗透性转换

以水稻红莲型细胞质雄性不育(HL-CMS)的不育系粤泰A(YTA)、保持系粤泰B(YTB)以及杂种F1代红莲2号(HL2)的黄化苗为材料,研究了在不同pH及离子强度下线粒体渗透性转换(MPT)的发生及其差异。结果表明,YTA、YTB和HL2间MPT的发生均存在差别,不育系YTA线粒体渗透性转换孔(PTP)的开启与关闭对pH及离子强度的变化较保持系YTB和HL2敏感。HL2与YTA虽然具有相同的细胞质来源,但两者之间PTP及MPT的特性明显不同,前者MPT的变化与具有正常生理功能的YTB线粒体的PTP和MPT的发生特点与特性相似。这些说明红莲型水稻细胞质雄性不育的发生可能与其MPT的发生有关。     

红莲型水稻杂种F1花药噬菌体展示文库的构建

噬菌体展示是研究蛋白质相互作用的重要手段, 为深入研究红莲型水稻不育和育性恢复的分子机理, 以红莲型水稻杂种F1花药为材料, 分离纯化mRNA, 经反转录合成双链cDNA, 在双链cDNA 末端加上定向EcoRⅠ/HindⅢ接头, 再用EcoRⅠ和HindⅢ消化接头, 形成两端分别带有EcoRⅠ和HindⅢ粘性末端的双链cDNA。经Mini Column 纯化后, 收集300 bp 以上的双链cDNA 片段, 将其连接到带有EcoRⅠ和HindⅢ末端的T7 Select 10-3b 载体上, 经体外包装后, 以BL T5403 为受体菌构建了红莲水稻杂种F1花药的噬菌体展示文库。经测定显示, 该噬菌体展示文库容量为1.03×106 pfu/mL, 重组率为100%, 扩增后文库滴度为2.14×1012 pfu/mL。对随机挑取的100 个噬菌斑进行PCR 鉴定, 97%的插入片段大于300 bp。