甘蓝83121A隐性核雄性不育基因的克隆与功能分析

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 1次 | 上传用户:yjq888
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
甘蓝(Brassica oleracea L.var.capitata L.)是一种重要的两年生蔬菜,属于十字花科芸薹属甘蓝种。甘蓝在产量、品质、抗病性、抗逆性等性状上具有明显的杂种优势。杂种优势育种已成为甘蓝品种改良的主要方式。雄性不育突变体在甘蓝杂种优势利用中发挥着重要作用,同时也是研究植物生殖发育调控的重要材料。83121A雄性不育材料是本课题组在育种过程中发现的隐性单核基因突变体。本研究以83121A为材料,研究了雄性不育发生的时期及细胞学特征,对雄性不育基因进行了克隆与功能验证,同时利用转录组和蛋白组技术探讨了雄性不育发生的分子机理,为该突变体材料在甘蓝育种中的应用奠定了基础。主要研究结果如下:1.83121A营养生长正常,花朵可以正常开放,蜜腺发育正常,花蜜较多,但花药败育彻底,无花粉。通过石蜡切片观察发现,83121A可正常形成四分体,四分小孢子释放后,绒毡层提前降解,小孢子的发育停滞在单核期并最终降解;另外,利用扫描电镜和透射电镜观察发现,不育材料的绒毡层液泡化严重,几乎检测不到绒毡层小体的存在,且83121A小孢子从四分体释放后无法形成花粉外壁,推测花粉外壁的缺失是小孢子败育的主要原因。2.利用转录组测序技术分析了不育系83121A及其近等基因可育系83121B小孢子双核期之前花蕾的基因表达,共得到2881个差异表达基因,其中在83121A中上调表达的有1310个,下调表达的有1571个。通过分析花粉外壁合成相关基因在83121AB中的表达,将与拟南芥CYP704B1同源的基因Bol023932确定为重要候选基因,并命名为BoCYP704B1,该基因在83121A花蕾中的表达受到严重抑制。3.BoCYP704B1在野生型甘蓝花药及绒毡层中特异表达,其表达量在四分体时期和单核早期达到最大,以后逐渐减弱至终止;亚细胞定位结果表明该蛋白定位在内质网中。BoCYP704B1与拟南芥CYP704B1、水稻CYP704B2同源性较高,目前已知CYP704B1和CYP704B2均催化中长链脂肪酸的羟基化,据此推测,BoCYP704B1可能编码脂肪酸羟基化酶,参与花粉外壁合成。4.通过克隆测序发现,83121A中BoCYP704B1基因的第一个外显子中插入一段5424bp的Ty3-gypsy类型反转录转座子;转座子的插入一方面抑制了该基因的表达,另一方面改变了转录剪切位点,使编码蛋白结构发生变化,丧失生物学功能。5.根据BoCYP704B1突变设计基因内分子标记进行连锁分析发现,纯合BoCYP704B1突变总是与雄性不育性状连锁,说明该基因突变是导致雄性不育的根本原因,开发的分子标记可以用于不育材料的辅助选择。另外通过转基因互补试验证明了BoCYP704B1可以恢复83121A的育性,是隐性核不育系83121A的恢复基因,可利用BoCYP704B1通过基因工程技术创制雄性不育保持系。6.采用高通量非标记定量蛋白质组学label-free的方法对83121A和83121B小孢子双核期之前的花蕾进行差异蛋白质组学分析,鉴定出1245个差异表达蛋白质,其中648个蛋白在83121A中下调表达。这些差异蛋白的生物学功能主要涉及花粉壁合成,脂肪酸代谢,氨基酸合成以及蛋白质加工修饰,表明这些代谢途径对于甘蓝生殖发育具有重要的作用。
其他文献
改革开放以来,福建地域性建筑在“现代建筑地区化、乡土建筑现代化”的道路上,取得了令人瞩目的成绩:汲取闽北传统民居元素而形成的“武夷风格”、发展传统“嘉庚风格”而形成的
植被缓冲带是河岸水陆交界区域的重要组成部分,对河流水质保护具有重大意义,且一直被认为是控制农业非点源污染的“最佳管理措施”之一。当前滨水生境破坏、水质恶化、水生生
当前,在发达国家的薪酬体系中,"全面薪酬体系"是一种普遍的支付方式,其具有战略性。它的起源时间较早,20世纪80年代,美国就开始使用这种支付方式。这种薪酬体系排除了传统的
静电纺丝是一种简单、高效的制备微米及纳米尺度纤维的技术。由于具有较高的表面积-体积比、多孔性和可调的多孔性等特点,静电纺丝制备的纳米纤维在药物传递系统、组织工程支
2019年1月1日开始,我国开始实施新的政府会计制度,目的是将核算型财务转化为管理型财务。新时期的财务会计制度对财务报表形式和财务管理内容造成了新的影响,需要医院依据国
校园排球文化作为具有内容丰富的运动特性的文化现象,是通过排球系列文化活动,以文化交流的形式缔造出各种有益校园文化发展的各方面的财富总和,其彰显了校园文化的深邃内涵,并引
定向增发作为一种新兴的融资方式对大小股东利益的协调及我国资本市场的全面发展,具有重大意义,但是在现阶段相关法律和监管措施还未健全的情况下,定向增发无疑是一把“双刃
通过蛋白酶解的方法制备文蛤多肽(Meretrix meretrix L. peptide,MMP),并对其抗氧化活性进行研究。以蛋白回收率和水解度为指标,对酶解条件进行优化。得到其最佳酶解条件为,
美国、德国以及亚洲部分国家在学校公民权利教育方法上已经探索出一系列行之有效的方法,有力地推动了各自学校公民权利教育的健康发展。而我国学校公民权利教育方法研究还不
2018年,快递业务量突破500亿关口,政府工作报告更是连续六年提及快递,快递行业的发展备受瞩目,快递行业发展成为一种新业态,而行业监管已然跟不上其步伐,新形势下,如何提升快递行业政府监管水平值得思考。寄递渠道安全及服务质量问题已成为快递行业监管重点,本文通过研究快递行业监管存在的问题,借鉴英国、美国等发达国家及国内部分地区在快递行业监管方面的先进经验及成果,以江西省为例,分析原因并提出改进对策。