拟南芥雄性不育突变体ms1142的遗传定位与功能分析

经EMS诱变野生型拟南芥（Arabidopsis thaliana）群体筛选得到一株雄性不育突变体ms1142,突变体的果荚短小,不含种子。细胞学观察和扫描电镜结果表明,突变体花药发育过程中,花药中小孢子外壁异常、破裂,最后没有花粉形成。遗传分析表明,该突变体为隐性单核基因突变所致;利用图位克隆的方法将MS1142基因定位于第1条染色体的BAC克隆F16P17上44kb区间内,目前尚未见该区间内有雄性不育基因的报道。以上结果结合生物信息学分析表明,MS1142是一个新的调控花药发育的关键基因。该工作为花药发育关键基因MS1142的克隆及功能分析奠定了基础。     

拟南芥雄性不育突变体ms1142的遗传定位与功能分析

经EMS诱变野生型拟南芥(Arabidopsis thaliana)群体筛选得到一株雄性不育突变体ms1142, 突变体的果荚短小, 不含种子。细胞学观察和扫描电镜结果表明, 突变体花药发育过程中, 花药中小孢子外壁异常、破裂, 最后没有花粉形成。遗传分析表明, 该突变体为隐性单核基因突变所致; 利用图位克隆的方法将MS1142基因定位于第1条染色体的BAC克隆F16P17上44 kb区间内, 目前尚未见该区间内有雄性不育基因的报道。以上结果结合生物信息学分析表明, MS1142是一个新的调控花药发育的关键基因。该工作为花药发育关键基因MS1142的克隆及功能分析奠定了基础。     

拟南芥雄性不育突变体fne的遗传与定位分析

在T-DNA插入突变体Salk_118481株系的群体中,筛选到一株雄性不育突变体,用T-DNA序列上的一对引物进行PCR鉴定表明其基因组中没有T DNA插入。通过背景纯化与遗传分析发现该雄性不育突变体是由单个隐性基因控制的,引起不育的主要原因是在花药发育的第13~14期,花丝不能伸长以完成授粉,故该突变体命名为fne （filament no elongation）。利用图位克隆的方法对FNE基因进行了定位,结果表明FNE基因位于第五条染色体上分子标记MBD2和MMG4之间的97kb区间内。目前该区间内尚未见到控制花丝伸长基因的报道,因此,FNE基因是一个控制花丝伸长的新基因。     

调控拟南芥花粉发育突变体zy1511的基因定位及特征分析

为了进一步研究花药花粉发育过程,我们通过EMS诱变,筛选到拟南芥雄性不育突变体zy1511。遗传分析表明,zy1511为隐性单位点突变。细胞学观察表明．突变体花药中小孢子从四分体释放出后绒毡层并没有开始退化,花药发育后期绒毡层依然部分存在。说明突变体花药绒毡层退化比野生型的要迟,因此,小孢子不能发育成正常花粉粒。利用图位克隆的方法将zv1511定位于第一条染色体上分子标记F25P12和T8L23之间134．kb的区间内。本项工作为zy1511基因的克隆及对花粉发育功能分析奠定了基础。目前尚未见到该区间内雄性不育基因的报道。因此,zy1511是控制花粉发育的尚未发现的关键基因。     

拟南芥雄性不育相关基因LDAD1&2的遗传定位(英文)

利用EMS诱变筛选手段分离到一株拟南芥类似花药不开裂雄性不育突变体(like-defective in anther de-hiscence,ldad),其果荚干瘪,花药不能开裂且花粉败育。遗传分析表明,突变体的表型受2个隐性基因控制;细胞学观察发现,在花药发育过程中伴随着小孢子的降解;通过图位克隆初步对ldad的2个突变位点分别定位,一个定位在1号染色体上SSLP标记F22L4与端粒之间171 kb的区间,另一个定位在5号染色体上SSLP标记T10O8与端粒间150 kb的区间内;生物信息学分析显示此区间内未见育性相关的已知基因。该研究的结果对进一步克隆LDAD1&2基因及探讨其在花药发育中的功能具有重要意义。     

拟南芥雄性不育突变体ms214的遗传与功能分析

经过EMS诱变、背景纯化以及遗传分析,得到一株隐性核基因控制的拟南芥雄性不育突变体ms214,用图位克隆的方法将突变基因MS214定位于拟南芥第一条染色体上顶端700kb的区间内。生物信息学分析发现,该区间内有一个与蜡质合成有关的基因CERl;测序分析表明在突变体ms214中,CERl基因第一个外显子上碱基由C^509变成了u^509的突变,导致CER蛋白在该处的氨基酸由脯氨酸^170变成了亮氨酸^170;等位实验结果表明ms214和cerl是等位突变体。ms214突变体的茎和果荚呈现出与野生型不同的亮绿色;组织切片观察结果表明,突变体花药发育各个时期无异常变化;扫描电镜观察发现ms214的茎和果荚的表皮没有蜡质的形成,但是突变体成熟花粉粒表面含油层异常,具有许多小的脂肪小滴。这些结果揭示了MS214蛋白质参与蜡质合成过程,而且脯氨酸^170是该蛋白质行使功能所必需的。     

拟南芥白化突变体心口的基因定位与分析

EMS30是拟南芥经甲基磺酸乙酯（EMS）诱变得到的白化突变体。该突变体的叶绿体结构存在严重缺陷,同时伴随叶绿素缺失。遗传分析显示EMS30突变体的突变表型受隐性单基因控制。采用图位克隆的方法对EMS30突变基因进行定位的结果显示,该基因位于拟南芥第一条染色体的分子标记F21M12和F14N23之间的96kb区间内,该区间包含25个基因。通过生物信息学分析发现,该区间内有3个基因定位在叶绿体或与叶绿体发育相关。这些结果有助于该基因的克隆,为阐释叶绿体发育提供线索。     

MS1521是拟南芥花药发育的必需基因

通过对3个拟南芥（Arabidopsis thaliana）雄性不育突变体（ms1521,st350,st454）的分析,研究了MS1521基因在花药发育过程中的功能。ms1521是通过EMS诱变野生型拟南芥得到的一株突变体,遗传分析表明ms1521是隐性单核基因控制的。利用图位克隆的方法对不育基因MS1521进行了定位,结果将MS1521定位于拟南芥第一条染色体上26kb的区间内,该定位区间内有一个影响花器官形态建成的基因UFO。测序结果表明在ms1521突变体中UFO基因编码区的958bp处发生了单碱基突变,导致MS1521该位点的氨基酸由天冬酰胺变成了天冬氨酸。另外两个表型与ms1521相似的突变体st350和st454来自T-DNA插入突变体群体。测序结果表明突变体st350和st454分别在UFO基因编码区发生了提前终止突变。等位分析表明它们与MS1521基因是等位的。3个突变体营养生长期发育正常,但生殖生长发育出现异常：有的雄蕊只有花丝没有花药;或者有花药但花丝变短;或者雄蕊有正常的花丝和花药,花药中有可育的花粉,但药室不能开裂;最终导致突变体不育的表型。进一步细胞学观察发现药室不能开裂是由于药室内壁细胞纤维化和木质化增厚不明显造成的。以上这些结果表明MS1521基因在花药发育过程中起重要作用。     

拟南芥黄化突变体chlm-4的基因定位与分析

叶绿素是光合作用必需的重要色素,其合成需要Mg-原卟啉Ⅸ甲基转移酶等一系列酶的催化。我们通过筛选拟南芥EMS（乙基磺酸甲酯,ethyl-methane sulphonate）突变体库,分离到一个黄化突变体。该突变体叶绿素含量显著减少,叶绿体内垛叠的基粒缺失。遗传学分析表明,该突变体的黄化表型是由单基因控制的隐性性状。利用图位克隆的方法最终将基因定位在第IV条染色体分子标记F13M23和T30C3之间114kb的区间内,其中包含编码Mg-原卟啉Ⅸ甲基转移酶的CHLM基因。通过测序及等位分析表明该突变体是chlm的等位突变体,命名为chlm-4。在chlm-4中,CHLM蛋白的Gly59突变成Glu59,说明Gly59对于Mg-原卟啉Ⅸ甲基转移酶功能的行使是必需的。     

拟南芥角质层发育突变体中WBC11基因的分析与鉴定

从拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)突变体库中筛选到一个发育突变体ku7fy1,其突变表型为叶片狭长,生长缓慢。该研究利用图位克隆技术和候选基因测序鉴定出ku7fy1角质层发育基因(white-brown complex11,WBC11)有一个点突变。对该突变体cDNA测序结果显示,WBC11基因的突变导致其第7个内含子在形成成熟mRNA时无法被正常剪切,使该突变体内WBC11的mRNA大量降解并在翻译时提前引入终止密码子。甲苯胺蓝染色实验显示,突变体叶片表面角质层有缺陷;遗传互补实验进一步证明,突变体ku7fy1中的突变基因是WBC11,ku7fy1表型是由WBC11突变造成的。     

Genetic and Mapping Analysis of Arabidopsis thaliana Male Sterile Mutant filament no elongation

To identify new genes important for anther development, we screened for male sterile mutants among a population of Arabidopsis ecotype Columbia (Col) mutagenized by T DNA insertion (provided by ARBC). A male sterile mutant line with normal vegetative and flora development but no seed yield was isolated from Salk_118481 line. T DNA insertion site identification showed that there were no T DNA sequences in the genome of the mutants. Genetic analysis indicated that the mutant was controlled by a single recessive nuclear gene named filament no elongation because the filament of the mutant remains very short at the 13-14 stage of anther development. The fne gene was mapped to a region of 97kb between the molecular makers MBD2 and MMG4 on chromosome 5 using map based cloning technique. No genes involved filament elongation were reported in this region, so we believe that FNE gene could be a new gene controlling filament elongation in Arabidopsis.     

拟南芥叶绿体分裂突变体cpd111的基因定位与分析

通过EMS(ethyl methane sulphonate)诱变从拟南芥(Arabidopsis thaliana)突变体库中筛选到一个叶绿体分裂突变体(c)hloro(p)last (d)ivision 111 (cpd111).遗传学分析表明,该突变体的表型是单基因控制的隐性性状.与野生型相比,突变体植物细胞的叶绿体数量少,叶绿体形态和大小多样化,并且细胞体积与叶绿体数量之间无相关性.利用图位克隆的方法确定cpd111的突变基因为FtsZ1.进一步的分析表明,该突变影响FtsZ7基因mRNA的正常剪切和稳定性,使蛋白质翻译提前终止,最终导致叶绿体分裂异常.该工作为研究FtsZ1在叶绿体分裂中的作用提供了新的材料和线索.     

拟南芥叶绿体分裂突变体pdl37的基因鉴定与分析

pd137是经甲基磺酸乙脂（ethyl methane sulphonate, EMS）诱变并通过筛选得到的一个拟南芥叶绿体分裂突变体。该突变体的叶绿体表型与野生型相比有很大差异： 叶绿体面积显著增大, 细胞中叶绿体数量明显减少。遗传分析显示pd137的突变表型受隐性单基因控制。本研究通过遗传作图将该突变基因粗定位于拟南芥2号染色体的分子标记CH2-13.70和CH2-16.0区间内。该区间内已知的与叶绿体分裂相关的基因只有FtsZ2-1。对FtsZ2-1基因的测序结果显示pd137突变体的FtsZ2-1基因第505位碱基发生了无义突变, 使蛋白质翻译提前终止。该突变还严重影响了FtsZ2-1基因的mRNA水平。转基因互补实验进一步验证了该突变体表型是由于FtsZ2-1基因突变引起。本项工作为研究叶绿体分裂的机制提供了新材料和一些有用的线索。