辣椒胞质雄性不育系线粒体基因CaATP9的克隆与表达

通过克隆辣椒胞质雄性不育系线粒体基因CaATP9及其表达情况,为研究辣椒胞质雄性不育机理提供依据。以辣椒胞质雄性不育系9704A和同型保持系9704B为试验材料,研究CaATP9的一级结构在2个材料之间的差异和RNA编辑现象,并利用实时荧光定量PCR研究了该基因的时空表达。结果表明,CaATP9的一级结构在2个材料之间没有差异;CaATP9在转录过程中存在5个C→T的编辑位点,导致4个亲水性氨基酸(DNA模板)变换成4个疏水氨基酸,增强了蛋白质的稳定性;CaATP9在辣椒的不同组织中均有表达,但表达量存在一定差异,繁殖器官中的表达量要普遍高于营养器官;在花蕾发育过程中,胞质雄性不育系中CaATP9的表达量与同型保持系存在差异,推测这种表达差异导致胞质雄性不育系花蕾能量供应紊乱,影响小孢子的正常发育而表现不育。     

大白菜胞质雄性不育系RC7及其保持系的细胞学和蕾期基因表达差异分析

以大白菜雄性不育材料RC7及其保持系B7为材料,通过对两材料花药发育过程进行细胞学观察,并利用cDNA-AFLP技术分析两材料花蕾的基因表达差异,以明确RC7发生雄性败育的时期和方式,为大白菜CMS的分子机理研究提供依据。结果显示:(1)细胞学观察发现,大白菜雄性不育材料RC7及其保持系B7的小孢子母细胞减数分裂属同时型,小孢子在四分体中的排列属四面体型,保持系B7花药的绒毡层属于腺质型;不育材料RC7在四分体时期绒毡层细胞内出现大的液泡,呈现败育征兆,单核期绒毡层解体,中层退化,小孢子核开始解体、败育,属于单核花粉败育型。(2)对两材料蕾期基因的cDNA-AFLP差显比较分析表明,共获得了23条阳性差异片段,其中在不育系RC7花蕾中特异表达的有8条,在保持系B7花蕾中特异表达有10条,两系中共有条带5条。(3)对不育系中特异表达的8条谱带进行Blast搜索发现,H1与拟南芥光合反应蛋白基因有较高的一致性,H26与拟南芥钙调磷酸酶类磷酸酯酶家族蛋白质的部分序列存在90%的一致性,属于细胞信号转导基因;对来自保持系的10条谱带的差异片段功能以及一致性进行比对分类发现,它们包括糖代谢基因、蛋白质的合成与运输基因、乙烯诱导基因、电子传递和能量途径基因、未知或假定蛋白等。研究表明,大白菜雄性不育材料RC7可能是由于绒毡层细胞液泡化和径向肥大,小孢子受挤压后破裂降解,不能形成正常的成熟花粉粒而败育;乙烯诱导基因(H29)在保持系中特异表达,在不育系中沉默,表明不育系中缺乏乙烯相关基因。     

辣椒胞质雄性不育系CaCOX3的克隆与表达分析

探究线粒体呼吸链第4个复合体亚基细胞色素氧化酶第三亚基(COX3)与辣椒胞质雄性不育之间的关系,为研究辣椒CMS与能量代谢的关系提供参考。以辣椒胞质雄性不育系9704A和保持系9704B为材料,根据GenBank报道的辣椒线粒体基因组序列,设计特异引物扩增CaCOX3,进行生物信息学分析,并研究其时空表达特性,比较两系间的差异。在辣椒胞质雄性不育系9704A和保持系9704B中克隆获得的目的基因CaCOX3,全长均为798 bp,编码265个氨基酸残基;辣椒保持系9704B不同组织中,CaCOX3表达存在差异,果皮中表达最高,叶中表达最低。在不同的花蕾发育时期,两系CaCOX3表达存在差异。胞质雄性不育系9704A的造孢细胞增殖期和花粉母细胞减数分裂期,CaCOX3的表达量明显低于保持系9704B;在小孢子单核期,两系CaCOX3的表达量持平;在小孢子成熟期,胞质雄性不育系明显高于保持系。CaCOX3在辣椒胞质雄性不育9704A和保持系9704B的时空表达存在差异,可能引起能量代谢异常,造成不育。     

辣椒胞质雄性不育保持基因的分子标记

利用RAPD标记技术,以辣椒胞质雄性不育系8A及其同型保持系8B为材料,对辣椒胞质雄性不育基因和保持基因进行比较分析.结果表明:引物H7只在保持基因池有1条稳定的特异扩增带,在不育基因池未扩增出此条带,该标记可能与辣椒胞质雄性不育保持基因相连锁,命名为H7-F850.序列分析结果表明,标记H7-F850序列全长857 bp,GenBank登录号为GU208822.1.核酸序列比对结果显示,H7-F850与其具有部分同源性的片段大小均小于340 bp,未发现与其具有较高同源性的DNA序列.该RAPD标记H7-F850已成功转化为SCAR标记SF640.     

红麻线粒体中细胞质雄性不育候选基因cox3的克隆与分析

目的:比较红麻不育系和保持系线粒体基因组的差异,并克隆红麻细胞质雄性不育候选基因cox3,揭示红麻细胞质雄性不育的分子机理。方法:用Southern印迹方法研究红麻保持系和不育系线粒体基因组的差异;用同源克隆的方法克隆cox3基因。结果:不育系和保持系基因组存在较大差异;在保持系和不育系中克隆了cox3基因,其基因CDS区完全一致,基因长度为798 bp,GenBank序列号为HM535784;cox3基因与其他物种的cox3基因的同源性大于95.9%。结论:cox3基因的组织形式在不育系和保持系中存在差异,研究结果为揭示红麻细胞质雄性不育的机理提供了一定的依据。     

青花菜细胞质雄性不育相关LncRNAs的鉴定与表达分析

细胞质雄性不育系的应用可有效提高杂交种质量。该研究利用illumina测序技术鉴定青花菜细胞质雄性不育相关LncRNAs,对其靶基因和表达特征进行分析,并随机选取16个LncRNAs用qRT-PCR技术检测其表达特征,为进一步阐明LncRNA参与青花菜雄性不育发生机制提供新的路径。结果表明：(1)鉴定获得青花菜雄性不育相关LncRNAs共4 326个,其中37个LncRNA在不育系及其保持系中差异表达。(2)差异LncRNAs可预测得到370个cis靶基因,这些靶基因部分为雄性不育相关的转录因子和生物蛋白。(3)XLOC＿006651、XLOC＿016660、XLOC＿003494和XLOC＿013121在不育系和保持系花蕾发育早期表达量较高,之后随着花蕾的发育,表达量逐渐下降;XLOC＿021769和XLOC＿038964呈先降后升的表达模式,且XLOC＿038964和XLOC＿012613在花蕾不同发育阶段不育系的表达量均高于保持系。(4)16个LncRNA均可在花梗、花萼、花瓣、雄蕊及雌蕊中表达,且XLOC＿038964、XLOC＿011575、XLOC＿013157、XLOC＿...     

红麻野败型CMS胞质SNP分子标签的发掘

利用同源克隆的方法,克隆了红麻野败型CMS胞质SRAP标记位点Me14上游的侧翼序列,并采用RT-PCR方法研究该位点的表达。结果表明:(1)红麻不育系P3A和保持系P3B的mtDNA在Me14结合位点处存在1个G/A SNP位点;HpaⅡ内切酶可特异性酶切以保持系P3B扩增获得的E1纯化片段,而不育系P3A的E1纯化片段不能被酶切。(2)对红麻的9对不育系/保持系、5个恢复系和F1杂交种在该SNP位点的分析发现,以保持系和恢复系总DNA为模板扩增获得的E1纯化片段均可为HpaⅡ内切酶特异性酶切,而不育系和F1杂交种的E1纯化片段不能被酶切。(3)RT-PCR结果表明,E1片段对应基因在不育系P3A和保持系P3B中的时空表达模式无差异,在GenBank中也没有与E1相匹配的蛋白序列。研究表明,该研究发掘的红麻CMS胞质SNP标记位点处,不育系的mtDNA存在点突变,该标签并非具有嵌合阅读框的不育基因。     

BT型细胞质雄性不育水稻及其三系的线粒体DNA研究

用RAPD技术对BT型水稻胞质雄性不育系秀A及其保持系秀B、恢复系湘晴以及杂种F1代的线粒体DNA进行了比较分析。结果表明不育系与其保持系间存在显著差异;不育系与其F1之间mtDNA也存在差异。在引物OPJ－08的扩增产物中,秀A扩增出一条分子量为800bp的多态性片段,在引物OPK－10的扩增产物中,杂种F1扩增出一条分子量为900bp的片段。把这两片段回收、克隆并制备探针,OPJ－08800的Southern杂交结果显示不育系与其F1杂交图谱存在多态性;OPK－10900的Suthern杂交结果显示不育系与其保持系同存在差异。推测这两片段与育性可能有一定的联系。     

辣椒胞质雄性不育系和保持系内源激素含量的比较

以2个辣椒品系(199807、199803)的胞质雄性不育系和相应保持系为实验材料,采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定IAA、(Z ZR)、GA3和ABA等内源激素含量,用气相色谱分析仪测定乙烯(ETH)释放量,对辣椒胞质雄性不育系和相应保持系内源激素含量变化规律进行研究.实验结果表明:在四分小孢子之前,花药中的IAA含量不育系显著高于保持系,在四分小孢子时期花药和花蕾中的IAA含量出现转折,到花粉粒成熟期的花蕾和花药以及开花期叶片中的IAA含量均是不育系显著低于保持系;小孢子各发育时期花药以及花期叶片中GA3含量均是不育系高于保持系,但花粉粒成熟期化蕾中GA3含量为不育系低于保持系;小孢子不同发育时期的花药以及花期叶片中ABA含量始终足不育系显著高于保持系,而花粉粒成熟期花蕾中ABA含量不育系与保持系没有显著差异;花粉粒成熟期的花蕾和花期叶片中ETH释放量表现为不育系显著高于保持系.同时,花粉粒成熟期的花蕾、花药和叶片中IAA/ABA、(Z ZR)/ABA、GA3/ABA、IAA/GA3、(Z ZR)/GA3等5个激素的比值均有不育系低于保持系的趋势.本实验结果说明辣椒的育性表现与花器和叶片等组织中内源激素的含量变化有关,花药和花期叶片中IAA亏缺、GA3和ABA增加以及化蕾和叶片中ETH过度产生,都有可能导致辣椒雄性不育.     

葱胞质雄性不育花蕾生化物质含量和能量代谢酶活性的动态变化特征

以葱胞质雄性不育系CA及其同核异质保持系CB为试材,研究了花蕾发育过程中IAA、GA3、ZR、ABA含量以及细胞色素氧化酶(COD)和ATP酶(ATPase)活性、可溶性糖、游离氨基酸和可溶性蛋白质含量的动态变化规律.结果显示:(1)葱不育系花蕾的IAA和GA3含量在败育过程中显著低于保持系,而ZR和ABA含量则较保持系有不同程度的盈积.不育系花蕾COD和ATPase活性以及游离氨基酸含量、可溶性蛋白质含量在中蕾期后显著低于保持系,可溶性糖在不同发育时期均基本低于保持系.(2)不育系花蕾IAA和GA3含量与可溶性糖含量变化均呈显著正相关,不育系ZR和保持系ABA含量则分别与COD、ATPase活性以及可溶性糖、可溶性蛋白质含量存在负相关关系.研究表明,葱胞质雄性不育系花蕾中IAA和GA3亏缺,而ZR和ABA盈余,各种内源激素含量和营养物质含量与能量代谢有关酶活性相关性不尽相同.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism