紅麻UG93細(xì)胞質(zhì)雄性不育相關(guān)基因的篩選、克隆及表達(dá)分析.pdf

1、植物細(xì)胞質(zhì)雄性不育(cytoplasmic male sterility，CMS)普遍存在于植物界，植物CMS不育機(jī)理的闡明對于人工創(chuàng)制新的細(xì)胞質(zhì)雄性不育資源、調(diào)控CMS的育性具有重要意義。前人對植物CMS機(jī)理的研究，大多數(shù)是以胞質(zhì)差異較大的不育系和保持系為材料，比較二者線粒體基因組的差異，由此挖掘與植物CMS密切相關(guān)的基因。由于細(xì)胞質(zhì)雄性不育系和保持系胞質(zhì)來源不同細(xì)胞質(zhì)基因組遺傳信息差別很大，容易造成CMS以外的累贅遺傳信息的干擾。因

2、此本研究以紅麻細(xì)胞質(zhì)近等基因系UG93A、UG93B及F1(UG93A/福紅992)為研究材料，對紅麻線粒體基因nad3、nad9、nad4L、nad6、nad9、sdh4、cob、atp1、atp4等15個基因進(jìn)行了克隆和表達(dá)分析，以此挖掘與紅麻CMS密切相關(guān)的基因，獲得的結(jié)果如下:
　　1.獲得不育系UG93A、保持系UG93B和F1代15個基因編碼區(qū)，這些基因在UG93A、UG93B和F1中編碼區(qū)序列差異僅為單堿基突變。利用

3、熒光定量PCR方法研究CMS相關(guān)基因在花藥發(fā)育雙核期的表達(dá)量，結(jié)果表明不育系中CMS相關(guān)基因的表達(dá)量總體上要低于保持系。
　　2.通過比較分析紅麻線粒體基因RNA編輯與CMS的關(guān)系，結(jié)果表明15個基因在不育系和保持系中RNA編輯差別不大，推測這些基因的RNA編輯可能與紅麻UG93細(xì)胞質(zhì)雄性不育無關(guān)。
　　3.紅麻CMS系和保持系atp4基因的克隆和序列對比發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞質(zhì)雄性不育系UG93A中atp4基因起始密碼子上游5'端存在

4、4bp堿基缺失，1bp堿基插入和4個核苷酸序列差異，Northern Blot技術(shù)分析表明其轉(zhuǎn)錄本條帶并無差異，但在不育系、保持系和F1代雙核期花藥中表達(dá)量存在顯著差異，不育系UG93A atp4的表達(dá)量是保持系的0.31倍，F(xiàn)1代是保持系的1.32倍，且雙核期不育系UG93A復(fù)合體V的活性是保持系的0.90倍，推測atp4基因可能與紅麻細(xì)胞質(zhì)雄性不育相關(guān)，atp4基因在紅麻花粉發(fā)育能量代謝過程中有著重要的作用。
　　4.紅麻不育