无融合生殖甜菜M14的GISH和BAC-FISH研究

无融合生殖是指不经减数分裂和受精作用而产生胚的一种无性繁殖, 因此是胚的克隆, 母系繁殖. 甜菜单体附加系M14是通过二倍体栽培甜菜(Beta vulgaris)和四倍体白花甜菜(B. corolliflora)种间杂交、进而回交, 选育出的具有无融合生殖特性的甜菜品系. 我们利用GISH技术进一步分析了无融合生殖甜菜M14中的染色体情况, 在不封阻的情况下, 附加的外源染色体清晰可见, 这说明栽培甜菜与白花甜菜基因组间种属特异序列的差异明显. 利用无融合生殖甜菜M14和有性生殖栽培甜菜的花期mRNA对白花甜菜第9号染色体的BAC芯片进行了差异杂交分析, 发现2个BAC克隆16-M11, 26-L15含有M14花期特异表达的基因. 选用这2个BAC克隆作为探针, 对具有无融合生殖甜菜M14进行荧光原位杂交, 供试探针均被定位于附加的白花甜菜第9号染色体长臂末端, 呈半合子状态. 本研究BAC芯片的杂交结果结合两种生殖途径中胚和胚乳发育表达方式的保守性可推断, 甜菜中有性生殖和无融合生殖可能共享某些调节因子的相关路径, 正是白花甜菜第9号染色体上的特异基因才使甜菜M14中无融合生殖特性得以表达.     

植物无融合生殖研究进展

植物无融合生殖是一种特殊的无性生殖方式 ,它不经过精卵融合即可繁殖后代 ,其二倍体子代基因型与母本精确相同 ,可以固定杂种优势 ,对于作物育种等工作具有巨大的经济意义。对无融合生殖的分类、遗传进化、发生机制、分子机理等方面进行了介绍。并对无融合生殖的一些最新的研究进展 :无孢子生殖专化基因组区、脱调节理论、基因组冲撞观点、表观遗传基因调节理论等进行了简要的评述。并简单介绍了无融合生殖甜菜单体附加系目前的研究进展 。     

甜菜单体附加系M14花蕾cDNA文库的构建

为了克隆甜菜单体附加系M14无融合生殖相关基因 ,采用cDNA文库快速构建法制备了M14花蕾cDNA文库。根据甜菜单体附加系M14无融合生殖的细胞胚胎学研究结果 ,提取甜菜M14花蕾三个关键时期的RNA ,分离纯化mRNA ,以Oligo(dT)为引物 ,在逆转录酶的作用下 ,合成第一链cDNA ,进而合成第二链cDNA。含有EcoRⅠ和NotⅠ粘性末端的双链cDNA在T4DNA连接酶的作用下与载体λZAP臂相连 ,并对连接产物进行体外包装 ,得到噬菌体颗粒 ,即甜菜单体附加系M14花蕾cDNA文库。经大肠杆菌寄主菌株XL1-blueMRF’平板检测 ,三个文库滴度分别为 2 .8× 10 5pfu·mL-1、1.6× 10 5pfu·mL-1和 3.5× 10 5pfu·mL-1,克隆重组率为 83%、78%和 81%。cDNA文库可直接用于目的基因的筛选