白菜核不育兩用系育性基因表達(dá)特征分析及其小孢子發(fā)育相關(guān)基因的分離.pdf

1、博I：學(xué)位論文[J菜核小育眄用系育性基淵表達(dá)特征分析及其小旭子發(fā)育相關(guān)基因的分離摘要白菜(丑№fcdcampeMrisLsspchmem括Makino)屬十字花科蕓薹屬蕓藍(lán)種白菜亞種，原產(chǎn)我國(guó)，栽培歷史悠久，品種資源十分豐富，是中國(guó)蔬菜作物中栽培面積最大的一種。白菜在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人氏生活中～有非常重要的地位。白菜為典型的異花授粉作物，具有明顯的雜種優(yōu)勢(shì)。因此，雄性不育的機(jī)理及其麻用研究一直深受人們的重視。雄性不育產(chǎn)生的機(jī)理十分復(fù)雜，涉

2、及到小孢子發(fā)育的一系列結(jié)構(gòu)基因和調(diào)’1，基因。要徹底搞清雄性不育產(chǎn)生的機(jī)制，必須搞清楚小孢子發(fā)育過(guò)程中的相關(guān)基岡。從一對(duì)等位基閃控制的雄性不育兩用系入手，是解決這一問(wèn)題的最佳途徑。本研究以‘矮腳黃’一菜(BcampestrisLsspchmens擔(dān)MakinovWcommunisTsenetLeeCVAijinohuang)隱性核雄性不育兩川系(A／Bline)為材料，從形態(tài)、生理生化、分子水平上，對(duì)可育株系和不育株系的時(shí)空表達(dá)特征進(jìn)行

3、塒f究，并分離與小孢子發(fā)育相關(guān)的基因全艮，取得如一F結(jié)果：(I)對(duì)‘矮腳黃’向菜核不育兩用系中不育株系利可育株系田間生K狀況、生理生化指標(biāo)進(jìn)行了比較研究。結(jié)果表明，不育株花藥度小，沒(méi)有花粉或花粉畸形；蓮座期不育株系和可育株系植株整齊一致，開(kāi)花期不育株系株商顯著高于可育株系，其主要原因可能如我們發(fā)現(xiàn)的，不育株花蕾抗氰呼吸強(qiáng)度低于可育株，與消耗能量少有關(guān)；可育株系與不育株系葉綠素含量、光合作J_j差異不顯著：不育株系托蕾的IAA缺乏，而zT

4、盈余；不育株系的中花蕾和大花營(yíng)過(guò)氧化物同工酶帶強(qiáng)于可育株系，但小花蕾年不同時(shí)期的葉片未見(jiàn)差異；不同時(shí)期可育株系和不育株系葉片和大花蕾之間的細(xì)胞色素氧化酶同1酶術(shù)見(jiàn)差異，而可育株系中的小花蕾和中花蕾的兩條特異的帶強(qiáng)于不育株系：可育株系的中花蕾可溶性蛋白電泳表現(xiàn)出兩條特異帶，而不育株系的中花蕾只有一條特異帶。(2)以花柄為外植體對(duì)白菜核不育兩用系蔣生體系進(jìn)行了研究，表明花柄外植體表面消毒需要75％酒精處理30S和01％升汞處理9min。不同

5、濃度配比的6BA和N～A對(duì)外植體芽的再生和再生IH生根7，著不同的影響，不育株的最佳激素組合為2mg／LBA02mg／LNAA，其誘導(dǎo)不定芽再生頻率返750％：可育株的最佳激素組合為2mg／LBA01mg／LNAA，其誘導(dǎo)再生頻率達(dá)656％；生撖蚺養(yǎng)基以1／2MS培養(yǎng)基附加01mg／LNAA和75mg／LAgN03為最佳。(3)塒cDNA—AFLP技術(shù)體系進(jìn)行了優(yōu)化研究，表明cDNAAFLP預(yù)擴(kuò)增適宜退火溫度為53℃，預(yù)擴(kuò)增循環(huán)次數(shù)為2

6、0個(gè)循環(huán)，預(yù)擴(kuò)增和選擇性擴(kuò)增PCR體系中M92濃度均為23mM。對(duì)白菜核不育兩川系主址行cDNAAFLP分析表明：可育株系和不育株系的花蕾之間表達(dá)存在差異，而蓮座期lIl_片、開(kāi)花期葉片和花莖之間基因表達(dá)無(wú)差異；兩_I_Ij系的葉片、花莖和花蕾三者之間的基因表達(dá)存在差異。刈”托蚓的小蕾、中蕾刖人蕾分析顯示：22對(duì)引物中，3對(duì)引物在可育株中蕾和人蕾中有4條特異帶，I對(duì)引物在可育株中蕾中有I條帶表達(dá)豐度高于不育株中蕾。對(duì)其中表達(dá)豐度有差異的

7、基因片段進(jìn)行Northern驗(yàn)證，其結(jié)果與cDNAAFLP結(jié)果一致。這說(shuō)明cDNAAFLP技術(shù)可以_IJ于植物雄性不育基因表達(dá)籌異的研究。(4)利心A15T17引物對(duì)白菜核不育系兩_lj系不育株系與可育株系表達(dá)差異進(jìn)行cDNAAFLP分V——!I：蘭墊!!魚苧壁塵皇些嬰墨墮!!些塑查些竺塹坌塑些!!!：些!絲墮塑苧苧盟塑坌堂AbstractChinesecabbagepak—choi(BrassicacampestrisLsspchin

8、ensisMakino；synBrassicarapaL)，originatedfromChina，isoneofthevegetablecultivarsandpossessesthelargestcultivatedareaamongallvegetablecropsinChinaChinesecabbagepak—choihasalonghistoryofcultivationandisaffluentinresourcesofc

9、ultivarsChinesecabbagepakchoiisatypicalallogamyplantandhasredominantheterosisMuchattentionhasbeen—paidtoresearchontheplantbreedingandapplicationofmalesterilityMechanismofmalesterilityiscomplex，whichinvolvedasetofstructur

10、alandregulativegenesinmicrosporedevelopmentTheanalysisofthosegenesassociatedwithmicrosporedevelopmentshouldcontributetoelucidatethemechanismWestudiedmalesterilityA／BlinesofChinesecabbagepakchoiabouttheirspatialandtempora

11、lexpressioncharactersatmorphological，physiologicalandmolecularlevelsDifferentialbandsfromBlinewereisolatedandfourfull—lengtheDNAsequencesrelatedtothedevelopmentofmicrosporewereclonedTheresultswereasfollows：(I)Plantsgrowt

12、hstatus，physiologicalandbiochemicalfactorswerecomparedbetweenAlineandBlineofgeniemalesterileA／BlineofChinesecabbagepak—choiResultsshowedtbatanthersofsterileplantsweresmall，andpollenswereabnormalorevennopollenatall；during

13、rosettestagethevegetativegrowthoftheAlinewasconsistentwiththeBline，butinthebloomingstage，thegrowth_oftheAlinewasremarkablyhigherthantheBlineWededucedthatthemainlypossiblecauseoftheseresultswasthatthefloralbudsofthemalefe

14、rtileplantsneedmoreenergytokeepthehigherlevelofcyanideresistantrespiration，becausewefoundthecyanideresistantrespirationinthebudsoftheBlineplantswassignificantlyhigherthantheonesoftheAlineplantsTherewasIIOsignificantdiffe

15、rencebetweenthephotosynthesisratesofleavesindifferentstagesIAAwasabsentbutZTwassurplusinthebudsofthesterileplantsTheperoxidaseisoenzymebandsofthemiddlesizeandlargealabstrumsintheAlineweremoreobviousthanthose—intheBline，b

16、utnoapparentdifferenceinlittlealabstrumsandleavesTwomoreobviouscytochromeoxidaseisoenzymebandsexistedialittleandmiddlesizealabstrumsinBlineHowever，therewasnoapparentdifferentbandofcytochromeoxidaseisoenzymeofleavesandlar

17、gealabstrumsatdifferentstagesTwospecificbandsinsolubleproteinselectrophoresisintheBlinewasfound，butonlyonewasfoundintheAline(2)ThestudyofplantsregenerationfrompetioleexplantsofgeniemalesterileA／BlineofChinesecabbagepak—c