配子体自交不亲和植物花粉S基因研究进展

配子体自交不亲和植物的自交不亲和性是由雌蕊自交不亲和因子和花粉自交不亲和因子相互作用的结果。目前已经分离和鉴定了雌蕊自交不亲和基因及其表达产物。最近从金鱼草、Prumusdulcis、梅等植物中分离的F-box基因,它具有花粉S基因特点,即在花药、成熟的花粉和花粉管中特异表达;在基因位置上,与S-RNase基因紧密连锁;不同物种或同一物种不同品种F-box基因间核苷酸和氨基酸序列上存在高度多态性。通过分子生物学方法和杂交授粉试验证明所分离的F-box基因是花粉自交不亲和基因,但目前尚未分离出该类基因相应的表达蛋白。主要综述了配子体自交不亲和植物花粉自交不亲和基因的发现、基因的结构、雌蕊自交不亲和因子和花粉自交不亲和因子相互作用的模型。     

植物自交不亲和分子机理研究的一些进展

综述了植物孢子体自交不亲和（ＳＳＩ）与配子体不亲和（ＧＳＩ）分子机理研究的一些进展。ＳＬＧ和ＳＲＫ基因编码的ＳＬＧ和ＳＲＫ蛋白在ＳＳＩ中起着关键作用,而Ｓ基因编码的Ｓ蛋白（ＲＮａｓｅ）在ＧＳＩ中起着重要作用。禾本科植物的ＧＳＩ是受双位点Ｓ和Ｚ基因控制的,文中也作了简要介绍。     

配子体型自交不亲和机理

综述了配子体型自交不亲和（GSI）机理研究的一些进展。在GSI型茄科植物雌蕊中分离得到了随S基因分离的S-蛋白。S-蛋白具核糖核酸酶（RNse）活性,运用转基因技术直接证明了S-蛋白参与SI雌蕊-花粉的相互作用,并提出了S-蛋白参与调控的可能机制。     

植物孢子体自交不亲和信号转导功能分子研究进展

孢子体自交不亲和(SSI)是许多植物采取的一种抵制近亲繁殖的重要措施,受S位点复等位基因控制。近年来,参与其信号转导的许多功能分子及它们的编码基因被分离并得到了充分研究：当自花授粉时,SPlI／SCR与SRK特异识别,造成后的Ser／Thr激酶的磷酸化,引发了一系列由SLG、ARC1及水孔蛋白等因子参与的SSI信号转导途径,最终产生自交不亲和的结果。     

芸薹属中自交不亲和反应的信号转导

自交不亲和现象在芸薹属(Brassica)植物中普遍存在,芸薹属中表现的是典型的孢子体型自交不亲和性.单元特异性的S位点受体激酶(SRK)基因和S位点花粉胞被蛋白(SCR/SP11)发生识别后,一系列相关蛋白-臂重复蛋白(ARC1)、M位点蛋白激酶(MLPK)等,引发了自交不亲和反应信号的传导,最终产生自交不亲和反应.文章就这方面的研究进展作介绍.     

芸薹属植物自交不亲和分子机制的研究进展

综述了近年来在芸薹属植物自交不亲和信号转导途径中相关基因的研究进展,同时对其自交不亲和信号转导途径中的分子机制作一阐述。 Abstract:In recent years certain progess in Brassica signaling was reviewed about some self-compatibility-related genes such as SRK,SLG,SCR,ARC1,THL1 and THL2.Meanwhile,molecular mechanism in Brassica self-compatibility signaling was reviewed,including its action models.     

结球甘蓝自交不亲和系组织快繁体系研究

对结球甘蓝自交不亲和系进行快繁,以探讨不同外植体、激素配比及浓度、定植方式等因素对结球甘蓝不定芽、不定根发生能力等的影响.结果表明:当激素浓度组合为5 mg/L 6-BA+0.25 mg/L NAA时不定芽分化率最高,腋芽和下胚轴分别为87.5%和85%;当组合为2 mg/L 6-BA+0.01 mg/L NAA和3 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA时最易诱导产生不定芽,增殖系数达到4以上;适合生根培养基为2/3 MS+0.1 mg/L IBA+0.1 mg/L NAA,平均每株生根数是7～8条,生根率80.3%.移栽到穴盘的试管苗成活率高达100%,生长健壮;直接栽在大田的成活率为84.7%,长势较差.起始培养时腋芽比种子增殖速度快,后期增殖及生长二者无显著差异.     

配子体自交不亲和信号转导的研究进展

自然界中大多数自交不亲和（self-incompatibility, SI）显花植物表现为配子体SI。配子体SI植物虽然都具有其SI的功能而阻止自我受精,但它们采取的信号转导途径是不同的。目前关于配子体SI信号转导的途径主要有两种：一是茄科、玄参科、蔷薇科中以雌蕊S-RNase为基础的信号转导途径;另一是罂粟科中以花粉管胞质自由钙离子为第二信使的转导途径。文章就配子体SI信号转导的研究进展作一综述。     

甘蓝自交不亲和反应的细胞信号转导

S受体激酶(S—receptor kinase,SRK)和S位点富含半胱氨酸(S-locus cysteine-rich,SCR)分别是甘蓝柱头和花粉中导致自交不亲和反应的决定性蛋白质因子。本文就SRK、SCR的结构和功能加以综述,阐明两者在细胞信号转导中的作用。     

羽衣甘蓝授粉过程中柱头蛋白质的泛素化

分析自花授粉与异花授粉后的羽衣甘蓝柱头蛋白质泛素化变化的结果表明,自花授粉30min后的柱头蛋白质泛素化水平显著增加,45min时达到峰值;异花授粉的柱头蛋白质泛素化水平没有变化。     

羽衣甘蓝种子主要品质性状的表现及其相关性

随机挑选148份羽衣甘蓝种质资源和高世代材料,分析了成熟种子的含油量、蛋白质、硫苷和7种主要脂肪酸成分的表现特征及其相关性。结果表明:羽衣甘蓝成熟种子平均含油量为29.48%,平均蛋白质含量为45.13%,含油量和蛋白质总量为74.61%。硫苷含量的变幅最大,变异系数为31.72%。7种主要脂肪酸成分中,油酸和芥酸的含量较高,其次为亚油酸,棕榈酸和硬脂酸的含量较低。除硫苷含量和硬脂酸含量外,其余9个性状的表现均呈单峰正态分布。相关性分析表明,大多数性状间都具有显著或极显著的相关性,这与对甘蓝型、白菜型和芥菜型3种类型油菜的研究结果相一致。在羽衣甘蓝中存在一些优异的种质资源,通过筛选可以在油菜优质育种中加以利用。     

羽衣甘蓝花粉母细胞减数分裂及雄配子体发育观察

采用常规压片法对羽衣甘蓝花粉母细胞减数分裂及雄配子体发育进行了细胞学观察,结果显示:羽衣甘蓝减数分裂类似甘蓝种,细胞质分裂为同时型,四分体以正四面体型或十字交叉型为主;终变期有9个二价体,此时可进行染色体计数;中期Ⅰ和Ⅱ少数细胞中可见赤道板外染色体,后期Ⅰ和Ⅱ存在落后染色体,四分体时期可观察到少量含微核的异常四分体;单核靠边期时花蕾长度约为2.0~2.2 mm,小孢子经过发育最终成为3-细胞型花粉并具3个萌发孔,成熟花粉中败育花粉比率为1.3%.     

羽衣甘蓝SEPALLATA-like基因的系统发育与表达分析

E类MADS-box基因SEPALLATA (SEP)-like在被子植物生殖生长特别是花器官发育方面具有重要作用。为分析羽衣甘蓝E功能MADS-box基因SEP-like基因的序列特征及其在花发育过程中的时空表达模式,以羽衣甘蓝品系‘14 line’为试材,利用cDNA末端快速扩增(Rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术克隆了SEP直系同源基因BroaSEP1/2/3 (GenBank登录号:KC967957、KC967958、KC967960)。序列和系统进化树分析表明,这3个基因分别与野甘蓝(Brassica oleracea var. oleracea)、芜菁Brassica rapa、萝卜Raphanus sativus、甘蓝型油菜Brassica napus的SEP1、SEP2、SEP3基因具有很高的同源性。推导的氨基酸序列显示,这些基因编码的蛋白质都包含高度保守的MADS结构域、I结构域和K结构域,每一基因都有其亚家族特异的C-末端功能域SEPⅠ和SEPⅡ基序。BroaSEP1、BroaSEP2、BroaSEP3基因的开放阅读框长...     

羽衣甘蓝柱头酵母双杂交cDNA文库的构建与分析

目的:构建应用于酵母双杂交系统的羽衣甘蓝柱头cDNA文库。方法:以羽衣甘蓝S13-bS13-b自交不亲和系为材料,提取柱头的总RNA,用亲和层析法分离纯化mRNA,利用CytoTrapXR建库试剂盒构建羽衣甘蓝柱头cDNA文库。结果:羽衣甘蓝柱头cDNA原始文库的库容量为2.5×105;扩增后文库的库容量约为4×108,重组率为96%,插入片段大小为0.4～3kb,平均长度在0.8kb左右。结论:构建了应用于酵母双杂交系统的羽衣甘蓝自交不亲和系柱头的cDNA文库,为探讨芸苔属植物自交不亲和的分子机理奠定了基础。     

几种影响羽衣甘蓝小孢子胚状体成苗的因素

羽衣甘蓝成熟小孢子胚转到固体培养基上可直接萌发成苗。成苗率与基因型、培养基成分和培养温度有关。MS+1.0%琼脂+3%蔗糖是适宜的成苗培养基;100MG·L-1活性炭对鱼雷形胚成苗起促进作用;10℃低温培养10D可提高成苗率。     

羽衣甘蓝S_(13-b)位点受体激酶基因的克隆及激酶结构域的原核表达

目的:分离羽衣甘蓝S13-b位点受体激酶(SRK13-b)基因并进行序列及结构域分析,构建SRK13-b结构域的原核表达载体并进行重组蛋白质的原核表达和纯化。方法:提取羽衣甘蓝S13-bS13-b自交不亲和系花期柱头的RNA,用RT-PCR法分离SRK13-b基因;将编码SRK13-b激酶结构域的序列插入大肠杆菌表达载体pET-14b中,构建原核表达质粒pET-SRK13-bCT,转化大肠杆菌BL21(DE3)pLysS菌株,经0.1mmol/LIPTG诱导,用Ni-NTA亲和层析柱对SRK13-b激酶结构域蛋白进行纯化。结果:分离获得羽衣甘蓝SRK13-b基因的长度为2571bp,编码856个氨基酸,GenBank收录号为EU180597;对SRK13-b激酶结构域蛋白进行诱导表达及纯化,SDS-PAGE显示相对分子质量约43×103的蛋白质特异表达,对表达产物进行分离纯化,获得了SRK13-b激酶结构域的融合蛋白。结论:羽衣甘蓝SRK13-b基因的克隆及激酶结构域的原核表达,为研究SRK的功能及自交不亲和性奠定了基础。     

羽衣甘蓝类蛋白质二硫键异构酶PDIL1-2的基因克隆及蛋白表达分析

以羽衣甘蓝（Brassica oleracea var.acephala）自交不亲和系（S13-bS13-b）为试材,利用RT-PCR和RACE的方法从柱头中分离类蛋白质二硫键异构酶BoPDIL1-2基因。将BoPDIL1-2编码区的序列构建到原核表达载体pET-14b上,并转化到大肠杆菌中进行原核表达与纯化;用纯化后的蛋白免疫小鼠,制备BoPDIL1-2多克隆抗体;通过免疫印迹法检测BoPDIL1-2在不同组织及不同发育阶段柱头的表达情况。氨基酸序列比对分析结果显示,羽衣甘蓝BoPDIL1-2与油菜BnPDIL1-2、拟南芥AtPDIL1-2的一致性分别是97.3%和85.5%。SDS-PAGE结果显示,在分子量58 kD处有BoPDIL1-2蛋白特异性地诱导表达。免疫印迹结果显示BoPDIL1-2在羽衣甘蓝柱头中特异表达,而且在柱头发育早期表达量较低,在开花期柱头表达量较高。     

甘蓝和青花菜杂种小孢子培养

对甘蓝(Brassicaoleraceavar.capitata)×青花菜(Brassicaoleraceavar.italica)的20个杂种及相应的父母本进行游离小孢子培养,并对影响甘青杂种小孢子胚胎发生的主要因子进行探讨,适于小孢子培养的培养基为1/2NLN,附加0.5mgL-1NAA、0.05mgL-1BA、5mgL-1AgNO3、0.2mgL-12,4-D和0.1mgL-1活性炭。结果有14个杂种能产生胚状体,诱导率70%;不同杂种间小孢子胚胎发生频率存在很大差异,最高的是绿洲808×夏宝,平均每蕾16.2个胚。诱导杂种胚状体发生的最佳时期是小孢子单核靠边期至双核期,34℃热激2d有利于小孢子细胞对称分裂。在含糖170gL-1的液体培养基中培养3d,添加低糖(含糖110gL-1)的培养液,可显著提高出胚率。     

结球甘蓝和青花菜小孢子胚植株再生

结球甘蓝（Brassica oleracea var.capitata）和青花菜（Brassica oleracea var.italica）小孢子胚再生植株频率低是目前影响游离小孢子培养技术有效应用的关键问题之一,研究其小孢子胚植株再生频率的影响因素,提高胚再生植株频率,对促进游离小孢子培养技术在甘蓝类蔬菜育种中更好地应用具有重要意义。该文以结球甘蓝中甘11和青花菜TI-111等基因型为试材,对影响游离小孢子胚再生成植株的固体培养基类型、琼脂浓度、胚的类型及胚在液体培养基中的滞留时间等因素进行了研究。结果表明：游离小孢子培养25天的子叶胚在琼脂浓度为1%–1.25%的B5培养基上植株再生频率最高。进一步通过8个不同基因型对上述实验结果进行了验证,结果显示,游离小孢子培养25天的子叶胚在1%琼脂浓度的B5培养基上植株再生频率达77.8%–97.2%。