玉米同核同质系在研究细胞质雄性不育中的应用

以94个Operon公司的10碱基RAPD引物,对玉米同核同质系（I）中的野生型正常可育株478（F）和其突变的不育株478－cms的线粒体DNA(mtDNA)进行了RAPD分析。结果表明：仅OPZ－19、OPAA－15与OPS－01 3个引物在同核同质系（I）的野生型正常可育株和其突变的不育株之间扩增出多态产物OPZ－19420、OPAA－15600与OPS－1400。提示在同核同质系的野生型正常可育株和其突变的不育株的mtDNA之间同源性很高,多态性很低,同核同质系相当于在mtDNA水平上的近等基因关系,所找到的多态就在所研究的目标基因附近,因此它是研究mtDNA基因的良好体系。上述3个多态扩增结果在同核同质体系（I）的姐妹同核同质系（Ⅱ）中进行了验证, 结果表明仅2个引物OPZ－19、OPAA－15在姐妹同核同质系（Ⅱ）的野生型正常可育株苏478（F）和其突变的不育株苏478－cms之间获得了与同核同质系（Ⅰ）相同的多态性扩增产物OPZ－19420、OPAA－15600。即这两个多态性产物在两套同核同质系中同时存在,因而这两个多态性产物与育性直接相关的可能性很大。     

玉米细胞质雄性不育新类型BaoI、BaoII的发现

经过１０ 代自交选择,从１５７ 细胞质雄性不育基因源中育成了Ｂａｏ Ｉ、Ｂａｏ ＩＩ细胞质雄性不育系。应用３５ 个自交系作测交试验,用小斑菌Ｏ、Ｃ、Ｔ 生理小种做人工接种试验,初步确定这二个新类型的属组。Ｂａｏ Ｉ型可能属Ｓ组,而Ｂａｏ ＩＩ型则为其它组。     

水稻CMS不育系细胞质遗传效应的研究进展

在三系杂交水稻生产中,不育系的细胞质对杂种一代的表现具有一定的效应。同一种不育细胞质对不同性状的效应是不同的;不同的不育细胞质对同一性状的效应也存在着差异;且对大多数性状表现为负向效应。可通过扩大不育细胞质源以选用优质细胞质或选用强优恢复系来减少或消除其负效应,培育同核异质的多胞质不育系来适应杂交水稻生产的需要。     

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。     

水稻CMS不育系细胞质遗传效应的研究进展

在三系杂交水稻生产中,不育系的细胞质对杂种一代的表现具有一定的效应。同一种不育细胞质对不同性状的效应是不同的;不同的不育细胞质对同一性状的效应也存在着差异;且对大多数性状表现为负向效应。可通过扩大不育细胞质源以选用优质细胞质或选用强优恢复系来减少或消除其负效应,培育同核异质的多胞质不育系来适应杂交水稻生产的需要。     

细胞质雄性不育花椰菜保持系特异分子标记的鉴定及序列分析

以花椰菜细胞质雄性不育系NK-6和相应保持系NK-6B为材料进行RAPD分析,筛选了406条RAPD引物,共获得了2160条清晰可辨的条带,平均每个引物产生5-10条。其中引物S2121在两系的扩增中表现出多态性,在保持系中特异扩增出一条934bp的片段。克隆、测序,根据测序结果设计特异性引物,将RAPD标记转化成特异PCR标记,命名为S2121900。经Southern点杂交分析及对单株和多份候选材料的检测证实该标记为花椰菜保持系所特有,可用于候选保持系的早期筛查。序列分析表明该片段与油菜、拟南芥线粒体上的序列有较高相似性,因此推测该片段亦可能来源于线粒体基因组。本研究为从另一角度解释花椰菜细胞质雄性不育的分子机制提供了新线索。     

由不同细胞核背景引起的小麦细胞质雄性不育系(CMS)叶绿体蛋白质组的变化(简报)

叶绿体和线粒体是高等植物细胞内2种重要的细胞器。由于细胞质雄性不育(CMS)被认为是一种由线粒体基因编码的性状,因此,近10多年来,国内外研究者对线粒体基因组结构与功能、由线粒体基因编码的与CMS相关蛋白的研究积累了大量的资料。与线粒体相比,叶绿体与CMS关系的研究相对滞后。虽然一些研究者在核不育水稻中,观     

玉米细胞质雄性不育新类型Bao I、Bao II 的发现

经过１０代自交选择,从１５７细胞质雄性不育基因源中育成了ＢａｏⅠ、ＢａｏⅡ细胞质雄性不育系。应用３５个自交系作测交试验,用小斑菌Ｏ、Ｃ、Ｔ生理小种做人工接种试验,初步确定这二个新类型的属组。ＢａｏⅠ型可能属Ｓ型、而ＢａｏⅡ型则为其它组。     

玉米新选细胞质雄性不育系小孢子发育的细胞学观察及DNA甲基化分析

细胞质雄性不育在高等植物中普遍存在,是杂种优势利用的重要工具,为推动植物杂种优势的利用发挥了重要作用。文章以本课题组前期新选的玉米细胞质雄性不育系A1、A2及保持系18(红)为材料,利用石蜡切片技术对不育材料小孢子发育过程进行细胞学观察,采用高效液相色谱法(HPLC)对不同发育时期的叶片及不同发育时期的雄穗DNA进行甲基化分析,从细胞学和表观遗传学角度了解不育系A1、A2的败育机制。结果表明：不育材料A1、A2小孢子发生败育的主要时期为四分体时期至单核小孢子中期。在不育系A2中还存在另一种败育方式,即在花粉母细胞时期表现出败育特征。甲基化分析结果表明,保持系18(红)的叶片DNA甲基化水平从苗期到拔节期迅速上升,而不育系A1、A2叶片DNA甲基化水平基本保持不变;保持系雄穗DNA甲基化水平表现为从花粉母细胞时期到双核期逐渐升高,而不育材料A1、A2从花粉母细胞时期到双核期的雄穗DNA甲基化水平表现为先上升后下降的趋势,达到最高峰的时期均出现在小孢子发育的四分体时期。从小孢子发育的细胞学观察结果可以发现,小孢子败育的主要时期往往具有较高的甲基化水平,推测DNA甲基化水平变化可能与不育材料A1、A2的花粉败育有关。     

洋葱细胞质雄性不育系101A的分子鉴定

根据文献报道设计引物序列,对洋葱细胞质雄性不育系101A进行PCR扩增,结果表明:洋葱细胞质雄性不育系101A属于S型细胞质雄性不育类型,其特异片段位于叶绿体基因组。     

辣椒细胞质雄性不育与活性氧代谢的关系

通过测定辣椒保护酶活性和膜脂过氧化产物,研究了辣椒胞质雄性不育三系与膜脂过氧化的关系.结果表明,从花粉母细胞减数分裂前至花粉成熟期,三系之间SOD活性无明显差异,不育系花药中的CAT和POD活性均显著或极显著低于保持系和恢复系,而O2-·产生效率、MDA含量则显著或极显著高于保持系和恢复系.同时,在花药发育过程中,由于质、核差异,保持系的CAT活性明显高于恢复系,SOD和POD活性保持系和恢复系之间无明显差异.     

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。     

Cloning and Sequence Analysis of a Specific Mitochondrial DNA Fragment Related to Wild Abortive Type Cytoplasmic Male Sterility in Rice

A specific amplified mtDNA fragment R2-630 WA was obtained from wild abortive type (WA) male-sterile cytoplasm by AP-PCR technique. Polymorphisms between mtDNAs of male-sterile and normal cytoplasms were detected by Southern hybridization with the probe of R2-630 WA fragment. This fragment was sequenced by the didoxy chain-termination method. It is 629 bp in length. Its base components of A+T is 54. I%. A comparison of R2-630 WA fragmerft and 1236 plant genes (including sixteen mitochondrial genes of rice) from Gene Bank reveals low homology (<50%). The nucleotide sequence of R2-630 WA contains a small inverted-repeated sequence 5′ -ACCATATGGT-3′, which is located at the positions from 262 to 272. And it has a coding region of 20 amino acid residues, which is located at the positions from 379 to 439. The results imply that the specific fragment R2-630 WA may associate with WA type cytoplasmic male sterility in rice. The small inverted-repeated sequence probably play a role in the generation of male sterility.     

玉米S型CMS线粒体DNA R区双向转录模式及其与不育相关性

玉米(Zea mays L.)S型CMS胞质育性基因被认为与其线粒体DNA高频重组R区相关.R区含orf355和orf77两个开放阅读框,其中orf77被认为是重要的胞质候选基因.RT-PCR分析发现R区为双链转录.其中一条为orf77-orf355的模板链,它的转录受植株核育性基因及生长发育时期的影响,在S(rf3rf3)(不育)基因型材料的黄化苗、S(Rf3-)(恢复)基因型材料的黄化苗及雄穗中,RT-PCR检测到这条模板链上R区的转录本完全相同,但S(rf3rf3)(不育)基因型材料雄穗的转录本则与上述三者不同,其转录本在5'端缩短了近238 b的长度.R区的另一模板链与coxⅠ或coxⅡ基因的模板链毗连,转录方向相同,这条链的转录不受核基因型和生长发育时期的影响,不育和恢复基因型材料的黄化苗及雄穗中的转录本完全相同.将orf77进行体外表达,制备抗体后对线粒体蛋白质进行Western杂交分析,未能检测到R区中ORF77蛋白质或多肽.推测orf77无翻译产物而且这可能与R区的双链转录有关.RT-PCR及Western分析结果表明玉米CMS-S可能与R区5'端DNA的转录调控相关.     

胞质雄性不育相关基因的克隆及其表达分析

根据GenBank中orf224和atp6基因的保守序列设计特异引物,对不结球白菜Pol胞质雄性不育系的基因组DNA进行特异扩增,获得了Pol胞质雄性不育的特异基因orf224和atp6的DNA序列.用Blastn在GenBank中进行同源性比对分析,发现不结球白菜orf224c和atp6c基因与已报道的orf224和atp6基因的同源性高达100%,在GenBank中的登录号依次为DQ400846、DQ412559.运用半定量RT-PCR对orf224c基因在不同器官中的表达水平进行分析,结果表明:不育系花期叶片中该基因的表达量比长度小于0.5 mm蕾和雄蕊中的明显低,在后2个器官中的表达量无明显差异;而在保持系的上述3个器官中的表达量无明显差异.该结果显示orf224基因表达上调与孢原细胞分化受阻相关.     

植物细胞质雄性不育及其育性恢复的分子基础

植物细胞质雄性不育是广泛存在于高等植物中的现象,其表现为母性遗传、花粉败育,但雌蕊正常。细胞质雄性不育在杂交种子生产中起着重要作用,研究其分子作用机制有利于更有效地利用细胞质雄性不育。随着一些不育基因和恢复基因相继被克隆,人们对一些细胞质雄性不育和恢复系统的分子作用机理已经有一定了解。本文综述了近年来对植物细胞质雄性不育基因和恢复基因作用机理研究的进展。