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细胞质雄性不育系(Cytoplasmic Male Sterility,CMS)是油菜杂种优势利用最有效、便捷的方式,对油菜的生产利用具有重要意义。目前大量研究显示已克隆的恢复基因基本都是PPR基因家族成员,具有PPR基序。根据恢复基因的这一特征,本研究通过生物信息学手段对甘蓝型油菜PPR基因家族进行筛选与分类,同时进行聚类、染色体分布、亚细胞定位预测、功能注释等分析。结合分子标记和生物信息学分析筛选野油不育系的候选恢复基因并在不育系和恢复系中进行克隆。利用qRT-PCR技术对该候选育性基因在不育系材料和恢复系材料的时空表达差异进行分析。获得的主要研究结果如下:通过隐马尔可夫模型从甘蓝型油菜基因组中获取1079条PPR家族蛋白序列,使用拟南芥PPR家族特征模型对其进行分类。甘蓝型油菜PPR蛋白分为两个亚家族:P亚家族和PLS亚家族,PLS亚家族又分为PLS、E、E+和DYW四类,其中PLS亚家族类型占全部BnPPR蛋白的68%。BnPPR蛋白的多序列比对和聚类分析均显示出其具有复杂的序列构成。PPR结构域表现出高度保守性,而非PPR结构域构成差异大。BnPPR基因的染色体定位分析结果显示甘蓝型油菜A亚基因组上PPR基因分布与C亚基因组上PPR基因分布总数目大致相当,但在不同染色体上PPR基因数目有一定差异。对BnPPR蛋白的亚细胞定位预测结果显示BnPPR蛋白超过75%定位于半自主细胞器,超过15%定位于细胞质,极少数在细胞核和内质网等其他区域。其中,线粒体和叶绿体上总数为800条。功能注释显示出BnPPR基因家族复杂的生物学功能。在生物过程中主要涉及生物体的细胞进程、代谢过程、发育、生殖和细胞结构组织等方面;分子功能表现在结合活性和催化活性方面。结合前人研究结果与生物信息学分析结果筛选出了野油胞质不育系1193A的潜在恢复基因BnPPR_C09。利用分子克隆分别在野油胞质不育系和恢复系中扩增出长度2514bp的cDNA片段BnPPR_C09b和BnPPR_C09a。序列比对发现BnPPR_C09b在1725位出现单个T碱基缺失,造成后续序列移码突变。生物信息学分析结果表明BnPPR_C09b编码蛋白较BnPPR_C09a有238个氨基酸残基缺失,其中包含在线粒体结构和功能中有重要作用的ATP13结构,推测1193A花粉败育的原因是不育系中育性相关蛋白翻译的提前终止造成功能异常。酵母表达检测结果与生物信息学预测一致,BnPPR_C09b和BnPPR_C09a均能正常转录RNA,有蛋白编码活性,BnPPR_C09b编码的融合蛋白大小约65KDa,较BnPPR_C09a编码蛋白95KDa小,说明BnPPR_C09b基因编码蛋白提前终止。BnPPR_C09基因在不育系和恢复系中各组织的时空表达分析结果显示生殖器官中该基因的表达高于营养器官,在营养生长过程以及花中该基因表达量不育系较恢复系高,而在幼嫩花蕾中恢复系的表达量相对高于不育系。