白菜細(xì)胞核雄性不育相關(guān)基因mf-CYP450的分子鑒定、克隆和序列分析.pdf

1、，”摘要、植物核雄性不育現(xiàn)綠廣泛存在于自然界中。由于用其育成的核不育兩用系，既可作為不育系又是保持系，因而具有重要的育種應(yīng)用價(jià)值和理論研究?jī)r(jià)值。白菜(Brassicdcd”2口estrisLsspchinensisMakino)起源于我國(guó)，是我國(guó)栽培面積最大、產(chǎn)量最高的蔬菜之一，也是雜種優(yōu)勢(shì)利用最為普遍的一類作物，其雄性不育系的選育及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究深受人們的重視。白菜核雄性不育兩用系自20世紀(jì)80年代育成以來，已在一代雜種生產(chǎn)應(yīng)用中發(fā)揮

2、了重要作用。它的遺傳背景比較簡(jiǎn)單，不育系中植株的不育性狀是由一對(duì)核隱性基因控制的，所以也是研究植物雄性不育分子機(jī)制很好的材料。但是，目前對(duì)其的認(rèn)識(shí)還停留在形態(tài)、細(xì)胞和生理水平，產(chǎn)生雄性不育的分子機(jī)制還很不清楚，～定程度上限制了它在生產(chǎn)上的進(jìn)一步利用。不斷發(fā)展和完善的分子生物學(xué)理論和技術(shù)為研究白菜核雄性不育分子機(jī)理提供了強(qiáng)有力的手段。本研究以白菜核雄性不育兩用系的測(cè)交后代群體為實(shí)驗(yàn)材料，一方面從DNA入手，利用RAPDPCR技術(shù)尋找與育性

3、基因相連鎖的分子標(biāo)記；另一方面從mRNA入手，利用DDPCR技術(shù)，尋找和篩選與白菜核雄性不育相關(guān)的基因。研究中獲得了一些初步的結(jié)果，為探討白菜核雄性不育發(fā)生的分子機(jī)理提供了一些信息。結(jié)果如下：(1)本實(shí)驗(yàn)證明，采用較高的復(fù)性溫度，可以有效地防止非特異性帶的產(chǎn)生，優(yōu)化了RAPDPCR反應(yīng)條件，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。f對(duì)于白菜來說，42℃復(fù)性溫度更合適。通過對(duì)基因組DNA的提取方法加以改進(jìn)，獲得了高質(zhì)量的白菜基因組DNA，具有快速、簡(jiǎn)單、實(shí)用

4、并且成本低的優(yōu)點(diǎn)≯、(2)系統(tǒng)比較分析了白菜核不育兩用系不育株與可育株植株性狀、育性、花器結(jié)構(gòu)、花粉掃描電鏡形態(tài)和花蕾總蛋白的SDS—PAGE電泳，為從分子水平進(jìn)一步研究核雄性不育機(jī)理奠定基礎(chǔ)。i白菜核雄性不育兩用系不育株群與可育株群花蕾總蛋白的SDSPAGE凝膠電泳結(jié)果表明：不育株和可育株各有一條特異帶，分別簡(jiǎn)稱為A_】、B一1，A一1分子量大約為45kD，B1分子量為50kD左右，而且兩者的表達(dá)量都比較高；而在莖、葉、子房中總蛋白電

5、泳條帶在可育株與不育株之間無差異；不育株與可育株的總蛋白的種類差異不明顯，SDSPAGE電泳結(jié)果顯示大約都有12條帶。這一結(jié)果與大白菜核雄性不育兩用系花蕾總蛋白SDSPAGE電泳結(jié)果不一致，大白菜核雄性不育可育株中的總蛋白含量種類明顯多于不育株，可育株中有2022條區(qū)帶，而不育株僅有】0條區(qū)帶。這可能說明兩種材料的核雄性不育產(chǎn)生原因不同，影響花粉敗育的方式也可能不一樣?！?(3)白菜核雄性不育兩用系不育株與可育株花蕾的石蠟切片觀察表明：

6、不育株小孢子敗育發(fā)生在減數(shù)分裂時(shí)期。小孢子母細(xì)胞期小孢子母細(xì)胞排列松散而且細(xì)胞畸ABSTRACTThephenomenonofgeniemalesterility(GMS)occurswidelyinplantThegenicmalesterileABlineisnotonlythemale—sterileline(Aline)butthemaintainerline(Bline)aswelI，SOthegeniemalesterile

7、plantisveryimportantincrossbreedandtheoryresearchChinesecabbage(BrassicacampestrisLsspchinensisMakino)，originatedfromChina，isoneofthecropsofthehighestyieldandiscultivatedmostwidelyaswellasisakindofcropmostsuccessfulinusi

8、ngofheterosisinChinaMuchattentionwaspaidtOtheresearchonthebreedingofthemalesterilelineandthebasisforapplicationinChinesebabbagepakchoiGeniemalesterileABlineofChinesecabbagepak—choi，developedin1980s，havebeenplayingallacti

9、verollinthecrossbreedofvegetableMostimportant，theplantsofABlineofChinesecabbagepak—choiaresimpleingeneticbackground，andthemalesterilitywascontrolledonlybyapairofnuclearrecessivegeneGenicmalesterileABlineofChinesecabbagep

10、ak—choiheldtheadvantageinthestudyonmolecularmechanismofgeniemalesterilityTheresearchonthemorphology，cytologyandphysiologyoftheABlinewasconductedinthepastyearsinChinesecabbagepak—choiinChina，howeverlittleinformationcouldb

11、eobtainedonthemolecularmechanismcausingthemalesterilityofChinesecabbagepak—choiMolecularbiologyprovidesapowerfultooltostudyinthemolecularmechanismofgenicmalesterilityinChinesecabbagepakchoiTheprogenyofChinesecabbagegenic

12、malesterileABlinefromatestcrosswasusedinthisstudyInthestudyofmolecularmarkerlinkagetofertilityRAPD—PCRtechnologywasusedFourhundredandtwelverandomprimerswerescreenedbetweentheDNApoolsofAlineandBlineofChinesecabbagepak—cho

13、iDDPCR(differentialdisplayPCR)technologywasappliedinordertOcloningofthegenesrelatedtOmalesterilityTheprimaryresultsobtainedfromtheresearchprovidesomecluesforthestudyonthemolecularmechanismofthegeniemalesterilityThemainre

14、sultsareasfollow：(1)ItwasprovedthathigherPCRannealingtemperaturecouldpreventtheDNAfragmentfromnonspecificamplification，SOthatincreasedtheidentificationaccuracyAsawhole，42。CannealingtemperaturewassuitableforPCRamplificati

15、onoftheChinesecabbagepakchoiArapid，simpleandlowcostmethodofDNAextractionwasestablished，andgoodqualitygenomicDNAwasgot(2)Thedifference011themaincharactersbetweenAlineandBlineofChinesecabbage—pak—choiwascompared，suchastheg