红莲型细胞质雄性不育水稻线粒体atp6基因转录本的编辑位点研究

以红莲(HL)型水稻细胞质雄性不育系A、保持系B及杂种一代F1为材料,首次比较研究了红莲型水稻线粒体atp6基因转录本的编辑位点及各位点的编辑频率.结果表明atp6基因的转录本有18个编辑位点,其中有15个发生在密码子的第一和第二位点上,这些位点的编辑最终会导致氨基酸种类的变化.18个编辑位点在A、B和F1中没有差异,但各位点的编辑频率在引入了核恢复基因的条件下发生了较大的变化,完全编辑的比例增加.这些结果首次证明HL型细胞质雄性不育与线粒体atp6转录本的编辑有一定相关性,编辑不充分的转录产物最终会干扰线粒体功能的正常发挥.     

水稻线粒体coxII基因转录本的编辑位点研究

RNA编辑是指由RNA水平的核苷酸改变所引起的密码子发生变化的一种预定修饰,它的发现是近年来对分子生物学中心法则的重要补充.本文以红莲型(HL)水稻细胞质雄性不育系粤泰A,保持系粤泰B和杂种F1(不育系A与恢复系71068的杂交一代)为材料,首次研究了线粒体基因coxII转录本的编辑位点.coxII基因的转录本有15个编辑位点,其中有14个发生在密码子的第一和第二位点.这14个位点的编辑可改变氨基酸的种类,并导致所编码蛋白的疏水性以及所编码蛋白在氨基酸序列上的保守性增加.     

水稻红莲型不育系雄性配子发育过程中线粒体功能基因转录本的编辑位点研究

RNA编辑普遍存在于高等植物线粒体中,是线粒体产生功能蛋白所必不可少的过程。以红莲(HL)型水稻细胞质雄性不育系粤泰A、保持系粤泰B及杂种红莲优6四分体时期的花药、单核花粉和二核花粉为材料,研究了线粒体功能基因———atp6、coxⅡ及嵌合基因orfH79转录本的编辑位点。结果表明,atp6转录本的编辑能力明显受到恢复基因的影响。atp6转录本在不育系中不被编辑或部分编辑,而在引入了恢复基因的杂种一代中,其编辑能力均大幅提高。coxⅡ转录本在3个材料中编辑状态没有差别,而嵌合基因orfH79在各个材料中均不被编辑。由此推测,红莲型水稻细胞质雄性不育与atp6转录本编辑能力的基本丧失紧密相关。     

水稻线粒体coxⅡ基因转录本的编辑位点研究

RNA编辑是指由RNA水平的核苷酸改变所引起的密码子发生变化的一种预定修饰,它的发现是近年来对分子生物学中心法则的重要补充。本文以红莲型(HL)水稻细胞质雄性不育系粤泰A,保持系粤泰B和杂种F_1(不育系A与恢复系71068的杂交一代)为材料,首次研究了线粒体基因coxⅡ转录本的编辑位点。coxⅡ基因的转录本有15个编辑位点,其中有14个发生在密码子的第一和第二位点。这14个位点的编辑可改变氨基酸的种类,并导致所编码蛋白的疏水性以及所编码蛋白在氨基酸序列上的保守性增加。     

玉米不育系及其保持系线粒体atp6基因转录本编辑位点研究

以玉米同核异质细胞质雄性不育系T黄早四、C黄早四、S黄早四以及保持系N黄早四为材料, 比较研究了供试材料小孢子发育到单核期的线粒体atp6基因转录本保守区域的编辑位点。结果表明, DNA序列在T、C、S 3种胞质中完全一致, 与N胞质相比除在27、28核苷酸处不同外, 其余均一致, 而各胞质cDNA序列却不尽相同。DNA和cDNA序列比较显示: atp6基因转录本保守区域内, N、S胞质中均存在19个编辑位点, T胞质存在22个, C胞质存在20个, 它们相同的编辑位点有18个。大多数编辑位点都发生在密码子的第一、二位点上, 可改变氨基酸的种类。18个相同的编辑位点大都为完全编辑, 其中第1位点在各胞质中为部分编辑, 第19位点除在N胞质中为完全编辑外其余胞质都为部分编辑。而各胞质特有编辑位点均以部分编辑的形式出现。由此可见, 在玉米中atp6基因RNA编辑不仅具有序列特异性, 同时还受到胞质背景的影响。通过分析还可看出, 编辑的C残基前一个碱基多为嘧啶类碱基, 编码氨基酸Ser和Pro的密码子较其他类的密码子更易受到编辑, 且植物RNA的编辑有着改变蛋白质疏水性、增加物种间保守性的倾向。     

红莲型细胞质雄性不育水稻线粒体DNA的AP-PCR分析

为了研究红莲型细胞质雄性不育与线粒体基因组的关系。以水稻红莲型粤泰细胞质雄性不育系A和保持系B及杂种一代F1为材料。应用AP-PCR分析,用10个单引物对其线粒体DNA进行扩增。实验结果表明,不同的引物在3种材料间均有不同程度的差异。为红莲型细胞质雄性不育分子机理的研究提供了线索;此外,在引物6F1的扩增图谱中找到一条在YTA和F1中特异的带TAF6F2,Sounthern分析TAF6F2不育胞质的特异性,可能与红莲型水稻细胞质雄性 不育性状的形成有关。     

红莲型细胞质雄性不育性与线粒体渗透性转换

以水稻红莲型细胞质雄性不育(HL-CMS)的不育系粤泰A(YTA)、保持系粤泰B(YTB)以及杂种F1代红莲2号(HL2)的黄化苗为材料,研究了在不同pH及离子强度下线粒体渗透性转换(MPT)的发生及其差异。结果表明,YTA、YTB和HL2间MPT的发生均存在差别,不育系YTA线粒体渗透性转换孔(PTP)的开启与关闭对pH及离子强度的变化较保持系YTB和HL2敏感。HL2与YTA虽然具有相同的细胞质来源,但两者之间PTP及MPT的特性明显不同,前者MPT的变化与具有正常生理功能的YTB线粒体的PTP和MPT的发生特点与特性相似。这些说明红莲型水稻细胞质雄性不育的发生可能与其MPT的发生有关。     

水稻线粒体coxⅡ基因转录本的编辑位点研究

RNA编辑是指由RNA水平的核苷酸改变所引起的密码子发生变化的一种预定修饰,它的发现是近年来对分子生物学中心法则的重要补充,本文以红莲型（HL）水稻细胞质雄性不育系粤泰A,保持系粤泰B和杂种F1（不育系A与恢复系71068的杂交一代）为材料,首次研究了线粒体基因coxⅡ转录本的编辑位点,coxⅡ基因的转录本有15个编辑位点,其中有14个发生在密码子的第一和第二位点,这14个位点的编辑可改变氨基酸的种类,并导致所编码蛋白的疏水性以及所编码蛋白在氨基酸序列上的保守性增加。     

紫稻(Oryza sativa L.)线粒体ATP合成酶 atp6 基因转录本 RNA 编辑

紫稻（Oryza sativa L.）细胞质雄性不育系紫稻A是本实验室构建的新型细胞质雄性不育系。本研究使用PCR、RT-PCR、DNA测序等技术,得到了紫稻细胞质雄性不育水稻不育系（樱香A）及其保持系（樱香B）线粒体atp6基因转录本cDNA序列。通过与基因组序列比对发现：樱香Aatp6cDNA序列中,没有发生RNA编辑;而樱香Batp6 cDNA序列中有16个编辑位点,在樱香B cDNA序列16个编辑位点位于15个密码子中,所编码的氨基酸均发生改变：在1003位点由C替换为T,导致原来编码谷氨酰胺密码子（CAA）成为终止密码子（TAA）,保证atp6 mRNA编码一个正常的ATP6多肽;而由于没有发生RNA编辑,樱香A mRNA就不能翻译成正常的多肽。研究表明,RNA编辑在合成正常的ATP6多肽的过程中具有至关重要的作用,同时也说明RNA编辑可能与细胞质雄性不育相关。     

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？…

将Ｔ４ＲＮＡ连接酶和ＡＦＬＰ技术特点相结合构建于适于ｍｔＲＮＡ的差异显示方法,并比较水稻（Ｏｒｙｚａ ｓａｔｉｖａ Ｌ．）红莲型细胞质雄性不育系,保持系和杂种一代ｍｔＲＮＡ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     

Alterations of RNA Editing for the Mitochondrial ATP9 Gene in a New orf220-type Cytoplasmic Male-sterile Line of Stem Mustard （Brassica juncea var. tumida）

RNA editing for the mitochondrlal ATP9 gene of encoding regions has been observed in both cytoplasmic malesterile and maintainer lines of stem mustard, where its editing capacity varied spatially and temporally in the cytoplasmic male sterility （CMS） line. There were four RNA editing sites for the mitochondrial ATP9 gene according to Its normal editing sites in mustard, of which three sites occurred as C-to-U changes and one as a U-to-C change. As a result, the hydrophobicity of deduced ATP9 protein was reduced due to the conversions at its 17th, 45th and 64th positions. Meanwhile, the conservation of deduced ATP9 protein was enhanced by changes at the 56th position. Loss of a specific editing site for ATP9 was observed in juvenile roots, senile roots, senile leaves and floret buds of the CMS line. Comparatively, complete RNA editing for ATP9 gene was retained in juvenile roots, juvenile leaves and floret buds of its maintainer line; however, the loss of a specific editing site for ATP9 gene occurred at senile roots and senile leaves in its maintainer line. These observations allow us to produce a hypothesis that the dysfunction of a specific mitochondrial gene arising from RNA editing could probably be a factor triggering CMS and organ senescence through unknown cross-talk pathways during development.     

水稻线粒体基因的表达受核背景的影响

高等植物细胞核与线粒体之间的互作机理一直是发育生物学的研究热点,而普遍存在于高等植物中的细胞质雄性不育现象的发现,为该领域的研究提供了极好的材料。以红莲型细胞质雄性不育系A、保持系B和两种杂交一代（F1和SF1）为材料,利用一种适用于线粒体基因表达分析的差异展示方法,研究了不同核背景下线粒体的变化情况。结果表明,核背景的改变对线粒体基因的表达具有广泛的影响。     

雄性不育相关基因msLTP的反义RNA验证

根据普通白菜雄性不育相关的脂质转移蛋白基因(msLTP)的cDNA序列设计引物,从普通白菜花蕾的cDNA中扩增出312bp的片段,然后将该片段连接至双元载体pBI12l中,得到反义RNA植物表达载体并导入农杆菌LBA4404菌株中,通过农杆菌介导法转化菜心;利用PCR和Southern blot分析检测得到了25株转基因植株,转基因植株的花粉部分畸形或空瘪,花粉离体萌发率为38.56%,较未转化植株的萌发率(76.32%)降低了37.76个百分点.研究表明,反义RNA技术使msLTP基因沉默而导致了菜心转基因植株的部分花粉发育不良,说明msLTP基因在普通白菜和菜心等花粉发育中具有重要作用.     

Microanalysis of plant mitochondrial protein synthesis products:

Summary A mitochondrial fraction obtained from 0.5 g of leaves was purified on a 0.75 ml Percoll gradient and used for an in vitro mitochondrial protein synthesis assay in the presence of [³⁵S] methionine. A set of 15 to 20 labeled polypeptides were revealed by autoradiography after sodium dodecylsulfate polyacrylamide gel electrophoresis. This could be applied at an early growth stage by using a few leaves from individual seedlings. It revealed the presence of variant mitochondrially translated polypeptides in green leaves of cytoplasmic male sterile lines from various cultivated plants of large economic importance: maize, wheat, sugar beet, tobacco and faba bean. This non-destructive microanalysis is thus of general use and opens new possibilities for rapid and large mass screening of mitochondrial parameters such as male sterility.