一種特異細(xì)胞質(zhì)雄性不育小麥mtDNA變異性研究及化殺雜交小麥mtDNA的RAPD分析.pdf

1、線粒體是真核生物的重要細(xì)胞器之一，它在生物的能量轉(zhuǎn)化中起重要作用，因此一直是人們研究的重要領(lǐng)域。尤其在植物中已有大量的證據(jù)表明，線粒體與細(xì)胞質(zhì)雄性不育有著十分密切的關(guān)系，所以近年來線粒體已經(jīng)成為研究植物細(xì)胞質(zhì)雄性不育機(jī)理的焦點。本研究首先以小麥黃化苗為材料，建立起一套快速提取線粒DNA的簡潔方法；然后，以具二角山羊草(Ae．bicornis)細(xì)胞質(zhì)的可育異質(zhì)小麥、二角型1BL/1RS小麥雄性不育系(以下簡稱二角型花藥外露不育)，以及由該

2、二角型花藥外露不育系內(nèi)出現(xiàn)的一種變異不育類型(以下簡稱二角型花藥不外露不育)為材料，利用RAPD技術(shù)對其線粒體DNA進(jìn)行分析，從分子機(jī)理上探索了這兩種不育類型的差別；進(jìn)而揭示出該不育性與線粒體DNA之間的可能關(guān)系為進(jìn)一步研究小麥細(xì)胞質(zhì)雄性不育的機(jī)理和利用二角山羊草細(xì)胞質(zhì)的雄性不育系提供了理論依據(jù)。 此外，鑒于由于外加因素處理，如殺雄劑、高溫等誘導(dǎo)的作物生理型不育是否亦與線粒體有直接關(guān)系，目前還尚未見有報道。本研究采用RAPD技術(shù)

3、，還專門探討了以殺雄劑技術(shù)為途徑選育的雜交小麥新品種西雜五號及其母本FP2和父本MP2線粒體DNA間的變異性。獲得下述重要結(jié)果： 1、本研究通過差速離心、DNase Ⅰ處理、線粒體裂解、酚/氯仿與氯仿/異戊醇抽提和RNase A消化等，建立出一套高效率提取小麥mtDNA的方法。所提取的mtDNA產(chǎn)率為21.84μ/g，片段長度在20 kb左右，純度高，能有效去除核DNA、RNA和蛋白質(zhì)等雜質(zhì)，很便于限制性酶切和PCR擴(kuò)增等分子生

4、物學(xué)技術(shù)的操作。這為研究小麥細(xì)胞質(zhì)雄性不育與mtDNA之間的關(guān)系，以及研究mtDNA的變異及多態(tài)性創(chuàng)制了一種快速提取mtDNA的技術(shù)支撐。 2、本研究針對具有二角山羊草細(xì)胞質(zhì)雄性不育小麥中發(fā)現(xiàn)的一種特異細(xì)胞質(zhì)雄性不育類型，即二角型花藥外露不育小麥轉(zhuǎn)化為二角型花藥不外露不育小麥，對其核基因組、葉綠體基因組和線粒體基因組RAPD分析，發(fā)現(xiàn)僅有線粒體基因組產(chǎn)生差異，在50條隨機(jī)引物中有3條引物擴(kuò)增出特異性條帶，且都是二角型花藥不外露不

5、育比二角型花藥外露不育、正?？捎喑龅奶禺愋詶l帶，S32擴(kuò)增出1565bp特異性條帶，OPDO5擴(kuò)增出2173bp特異性條帶和OPAA16擴(kuò)增出1735bp特異性條帶。說明由于線粒體基因組發(fā)生了某些變異，很可能引起小麥不育類型之間的變化，線粒體基因組的這種變異很可能是由于自然狀態(tài)下線粒體基因組自身的重排引起。 3、為了探討小麥雜種優(yōu)勢組配與父母本線粒體DNA(mtDNA)差異的關(guān)系，以及小麥化殺劑誘導(dǎo)小麥雄性不育與mtDNA的關(guān)

6、系，利用RAPD技術(shù)對強(qiáng)優(yōu)勢雜交小麥新品種西雜5號，及其母本FP2和父本MP2的mtDNA進(jìn)行了比較研究，結(jié)果表明：在雜交小麥西雜5號及其親本mtDNA的RAPD分析中，有6條引物在母本和雜種mtDNA中擴(kuò)增出差異帶，這說明母本線粒體DNA傳給子代時，發(fā)生了某種程度的變異，很可能是由于父本核基因在雜種FI中的出現(xiàn)誘發(fā)其來自母本的線粒體DNA發(fā)生了某些變異；但也有可能由于殺雄劑的作用誘發(fā)其來自母本的線粒體DNA發(fā)生了某些變異，它是否就是化