水稻HL-CMS不育候選基因orf216的功能研究.pdf

1、栽培稻(Oryza sativa L.)是世界最重要的糧食作物之一，細(xì)胞質(zhì)雄性不育的發(fā)現(xiàn)不僅提高了水稻的產(chǎn)量，而且為研究核質(zhì)互作機(jī)理提供了一個(gè)良好的系統(tǒng)。根據(jù)細(xì)胞質(zhì)雄性不育系在細(xì)胞學(xué)和遺傳學(xué)方面的特征，通常將生產(chǎn)上應(yīng)用的眾多水稻不育系歸納為野敗型(WA-CMS)、紅蓮型(HL-CMS)和包臺(tái)型(BT-CMS)三種不同的細(xì)胞質(zhì)雄性不育類(lèi)型。迄今為止，對(duì)水稻HL-CMS的研究發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)不育候選基因orfH79和orf216，本研究在此基礎(chǔ)上

2、通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化方法，對(duì)水稻紅蓮型細(xì)胞質(zhì)雄性不育(HL-CMS)候選基因orf216的功能進(jìn)行了鑒定和分析，主要取得以下幾個(gè)方面的結(jié)果： 1. 以HL-CMS 不育候選基因orf216 及orfH79的序列設(shè)計(jì)了特異性定量PCR 引物，通過(guò)實(shí)時(shí)定量PCR 分析orf216 在HL-CMS 不育系粵泰A(YTA)的根莖葉以及花粉發(fā)育的不同時(shí)期的表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)orf216 在花粉發(fā)育的四分體時(shí)期表達(dá)量最高，是減數(shù)分裂期2 倍，

3、比根莖葉及花粉發(fā)育的其它時(shí)期要高出兩個(gè)數(shù)量級(jí)，雖然orfH79的表達(dá)量在任何組織時(shí)期都高于orf216，且表達(dá)趨勢(shì)與orf216 一致，也是在花藥發(fā)育的四分體時(shí)期表達(dá)量最高，但是orfH79的在不同組織的表達(dá)量變化沒(méi)有orf216 明顯，說(shuō)明這兩個(gè)候選基因在HL-CMS 中發(fā)揮重要功能。 2. 將HL-CMS 候選基因orf216 構(gòu)建成有線粒體定位信號(hào)的P35S 啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的表達(dá)載體，轉(zhuǎn)化HL-CMS 保持系粵泰B(YTB)中

4、?；ǚ廴旧b定表明，部分T0代轉(zhuǎn)化植株的花粉表現(xiàn)為全不育或者半不育現(xiàn)象。對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)定量PCR 分析結(jié)果表明，轉(zhuǎn)化植株的育性隨orf216 表達(dá)水平的提高而降低，說(shuō)明orf216 很有可能就是HL-CMS的不育基因。 3. 將HL-CMS 候選基因orf216 構(gòu)建成有線粒體定位信號(hào)的花藥特異性啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的表達(dá)載體，轉(zhuǎn)化HL-CMS 保持系粵泰B(YTB)中?；ǚ廴旧b定也表明，部分T0代轉(zhuǎn)化植株的花粉表現(xiàn)為全不育或者半不育現(xiàn)象