拟南芥花粉发育相关突变体gpl1的表型分析及遗传定位

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)Col生态型种子为材料,经EMS诱变获得一株后代表型分离比异常的突变体gpl1(group less 1,gpl1),进一步观察发现,其果荚短小萎缩,不能产生种子,花粉败育,成熟花粉粒无细胞核.另外,F1代的表型分析显示gpl1突变体的性状是受隐性基因控制,而F2代的遗传分离比分析显示gpl1突变体不遵循经典的遗传分离比定律.对gpl1基因进行图位克隆,并将其定位于2号染色体上T9J22与F12C20两个分子标记之间202kb的区段内.     

拟南芥雄性不育突变体EC2-157基因的精细定位

通过背景纯化与遗传分析,从拟南芥雄性不育突变体中筛选到一株隐性单基因控制的雄性不育株EC2—157．细胞学观察表明,突变体的花药中不形成花粉粒．利用图位克隆的方法对不育基因ms157进行了定位,结果表明ms157位于第四条染色体上分子标记CIW7和T13K14之间285kb的区间内．目前尚未见到该区间雄性不育基因的报道,因此ms157是一个新的雄性不育基因．     

拟南芥雄性不育突变体 pmi1 的遗传与定位

通过甲基磺酸乙酯（简称EMS）诱变拟南芥Col－0种子获得一株隐形雄性不育突变体pollen mitosis1,pmil．遗传分析结果显示突变体为配子体遗传．细胞学观察发现突变体花粉粒发育出现异常：细胞塌陷,细胞核在单核靠边期后和花粉第一次有丝分裂（简称PMI）前的时间段发生降解．通过图位克隆方法将该基因定位在分子标记T19L18和T1D16之间,物理距离55Kb．测序分析证明这55Kb区间中的ERECTA基因的编码区在3067bp的位置发生单碱基替换,C／G变为A／T．由此说明ERECTA基因在拟南芥从单核小孢子到二细胞花粉的发育过程中起着重要作用．     

拟南芥雄性不育突变体pmil的遗传与定位

通过甲基磺酸乙酯(简称EMS)诱变拟南芥Col -0种子获得一株隐形雄性不育突变体pollen mitosis1,grail.遗传分析结果显示突变体为配子体遗传,细胞学观察发现突变体花粉粒发育出现异常:细胞塌陷,细胞核在单核靠边期后和花粉第一次有丝分裂(简称PMI)前的时间段发生降解,通过图位克隆方法将该基因定位在分子标记T19L18和T1D16之间,物理距离55Kb.测序分析证明这55Kb区间中的ERECTA基因的编码区在3067bp的位置发生单碱基替换,C/G变为A/T.由此说明ERECTA基因在拟南芥从单核小孢子到二细胞花粉的发育过程中起着重要作用.     

拟南芥叶色突变体ems3的基因定位

ems3是经甲基磺酸乙酯(EMS)诱变筛选得到的一拟南芥叶色突变体.通过背景纯化与遗传分析,发现ems3突变体是单基因隐性控制.利用图位克隆的方法对叶色基因EMS3进行了定位,结果表明:EMS3位于第5条染色体分子标记MHF15和MHF152之间55kb的区间内.生物信息预测,该区间包括有16个基因.这些结果为该基因的克隆及叶绿体发育过程中的功能研究奠定了基础.     

十字花科植物花粉发育相关基因的研究

花粉发育是一个极其复杂的过程,众多基因参与其中,这些基因的行为控制着花粉发育的各个关键步骤,从而调控花粉发育的正常进行.从分析以拟南芥为代表的十字花科植物花粉发育基因的行为入手,介绍了十字花科植物花粉发育研究的最新进展,包括目前人们在花粉发育的起始、减数分裂、花粉有丝分裂、生殖细胞有丝分裂,以及绒毡层在花粉发育过程中的作用等方面的认识和理解.     

拟南芥花药和花粉发育的分子调控机制

开花植物的花药和花粉发育是一个极其复杂的过程,包含了一系列生物学事件,众多基因参与其中,这些基因控制着花药细胞分裂和分化、小孢子母细胞减数分裂、花粉壁形成、花药开裂释放花粉粒等各个关键步骤,从而调控花药发育的正常进行。本文综述了近年来以拟南芥为主要研究对象进行的有关花药发育分子机制的研究进展,着重介绍小孢子发生起始、成熟花粉粒形成以及花药开裂释放花粉粒等过程的基因调控。     

拟南芥雄性不育突变体opw(only pollen wall)候选突变基因的克隆

在T-DNA插入突变体Salk_059463株系的群体中,筛选到两株雄性不育突变体,对TDNA序列上的一对引物进行PCR鉴定,结果表明:其基因组中没有T-DNA插入.遗传分析表明这两株雄性不育突变体由同一单个隐性基因控制,引起不育的主要原因是从花药发育的第8期开始,小孢子细胞质内容物逐渐减少直至消失,到花药发育的第12期,药室内的小孢子只剩下一个花粉壁空壳,故该突变体命名为opw(only pollen wall).利用图位克隆的方法对OPW基因进行了定位,结果表明OPW基因位于第二条染色体上分子标记T28M21和T3G21之间的12 kb区间内,该区间内一共有21个基因注释.通过克隆区间内的基因并测序发现opw-1突变体基因组中At2g40140基因编码序列的外显子在第289和第290个碱基之间插入了一个A碱基,而opw-2突变体基因组中At2g40140基因编码序列的外显子在第412和第413个碱基之间插入了一个T碱基,造成的编码序列移码使第424至第426碱基成为终止密码子,故At2g40140是编码OPW的候选基因.     

拟南芥雄性不育突变体ms1521的基因定位

ms1521是经EMS诱变筛选得到的一拟南芥雄性不育突变体,通过背景纯化与遗传分析,发现ms1521突变体是受隐性单基因控制,形态学观察表明：突变体的花缺失部分花瓣,雄蕊比较短,花药肥大,部分雄蕊的花药成丝状,利用图位克隆的方法对不育基因MS1521进行了定位,结果表明：MS1521位于第一条染色体分子标记F17F8Alu1和T19E23之间161kb的区间内,数据库预测,其中有11个与花发育有关的基因,试验将有助于对目的基因的克隆,控制花器官研究和雄性不育分子机制的研究。     

拟南芥温敏雄性不育突变体atms1的获得及表型分析

从甲基磺酸乙酯（ethylmethane sulfonate,EMS）化学诱变建立的野生型拟南芥（Col-0）突变体文库中筛选到1株突变体.在低温16 ℃时,该突变体的雄性育性与野生型没有显著差异,花粉染色呈现100%可育.随着培养环境温度的升高,突变体花粉育性逐渐下降,因此,该突变体为一温敏雄性不育突变体,并被命名为atms1（ambient temperature-sensory male sterility 1,即环境温度敏感雄性不育1）.花药切片结果显示,在23 ℃以下,该突变体花药各个发育时期的形态与野生型花药没有显著的差异;而27 ℃处理1周后的突变体花药呈现多种表型：同一朵花中各个花药的发育时期出现显著分化,花粉母细胞胼胝体单薄,绒毡层发育滞后于同时期的野生型花药.遗传分析确定,atms1的不育表型是由单个隐性核基因控制的.     

包台型水稻不育系花药发育过程中的Ca2+分布

用焦锑酸钾沉淀法研究了包台型不育水稻及其保持系花药发育早期细胞中的Ca²⁺分布变化.从花粉母细胞时期开始,不育系与保持系花药中的Ca²⁺分布出现差异,不育系药壁外层和药室内壁及药隔中均有Ca²⁺出现,而保持系花药中基本没有Ca²⁺分布,在减数分裂时期表现更加明显,不育系药壁和药隔中的Ca²⁺相对于花粉母细胞时期明显地有所增加,特别是绒毡层细胞和药隔中木质部细胞的次生加厚壁上Ca²⁺增加尤其明显,而保持系花药中的Ca²⁺较少.笔者从花药发育的更早期去寻找水稻雄性不育的机理.     

苎麻雄性不育系与保持系花药发育的比较观察

 为研究苎麻雄性不育的早期表现和细胞学特征,采用常规石蜡切片,在显微镜下观察苎麻雄性不育系GS14-1及保持系GS13-X₁的雄蕊发育过程.发现保持系GS13-X₁的花药发育正常,形成正常的花粉粒;不育系GS14-1的雄性败育发生在较早阶段,多在雄花被形成后雌雄蕊原基分化期或花药形成初期发生败育,表现为雄蕊原基畸形或退化.但其败育的真正原因尚不清楚,有待进一步研究.