甘蓝型油菜新野油胞质不育系1193A候选恢复基因的生物信息学筛选与验证

来源 :湖南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoyu19771121
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
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。
其他文献
目的应用3D打印技术制作复杂先天性心脏病右室双出口(DORV)患者心脏模型,研究3D打印模型在DORV患者诊断、术前评估及制定手术方案的应用价值。方法回顾性分析2015年9月至2017
目的:比较在进行微生物限度检查时使用两种方法对固体培养基进行融化处理的效果。方法:取在进行微生物限度检查时常用的固体培养基,将其分为1组(对照培养基)、2组(用沸水浴法
<正> 一、前言氧化塘的运行,完全是在露天进行的。影响其净化功能的因素极为复杂,很难提出具有普遍意义的运行和设计参数。因而,常通过实验室内的人工模拟试验,综合考虑当地
建立社会主义市场经济的一个极其重要的任务,就是制定适应社会主义市场经济需要的各种规范体系,首先是法规范体系和道德规范体系。规范对市场经济的必要性,来自社会关系、来自人
氟乐灵为二硝基苯胺类除草剂。广泛应用于棉花、大豆、小麦、花生等作物,可防除多种禾本科杂草和阔叶杂草,使用后,主要残留于土壤及作物中。通常,氟乐灵残留分析,采用丙酮、
我国高原地区受电网构架条件限制,电气化铁路沿线可利用电源点较少,供电能力相对薄弱,牵引负荷在电网中会产生以负序为主的电能质量问题。此外,高原地区线路条件复杂,长大坡段较多,导致电分相设置困难。目前青藏铁路格(尔木)拉(萨)段电化扩能、中(国)尼(泊尔)铁路和川藏铁路等项目正在规划建设,对高原电气化铁路长距离供电方案进行优化研究,减少牵引变电所和电分相设置数目,提升牵引供电系统与外部电源的匹配关系,
目的:比较对牙体牙髓病患者进行一次性根管治疗与多次根管治疗的效果。方法:将北京市石景山医院收治的60例牙体牙髓病患者随机分为多次根管治疗组(MRCT组,n=30)与一次性根管
<正> 一、前言近代世界多数河流湖泊已遭受非点源污染的严重影响。据国内外文献报道,造成湖泊富营养化的众多因素中,非点源污染的贡献甚大,甚至是主导因素。而农业非点源污染
众所周知,全氟烷基(侧链Rfn,n≥8)广泛用于合成各种拒水拒油整理剂,不幸的是,研究表明,长碳链氟化物对人体有一定的毒性,生物累积性和持久性,已被很多国家限制和禁用。为了解决这一问题,本课题合成了基于超支化聚酯的无氟拒水剂,并将其应用在涤纶织物上,该无氟拒水剂可使整理后的织物具有良好地拒水性。具体研究内容和结果如下:(1)以超支化聚酯(H20)、三乙胺(TEA)和月桂酰氯为原料,合成了烷基改性的